高中物理第四章機(jī)械能及其守恒定律第五節(jié)機(jī)械能守恒定律學(xué)案粵教版必修2

--PAGE1-第五節(jié)機(jī)械能守恒定律學(xué)習(xí)目標(biāo)（重點(diǎn)）.（重點(diǎn)）（重點(diǎn)、難點(diǎn)）

STSE情境導(dǎo)學(xué)ft車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，若不計(jì)阻力，機(jī)械能守恒車輛進(jìn)站時(shí)，沖上站臺，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能知識點(diǎn)一動(dòng)能與勢能的相互轉(zhuǎn)化動(dòng)能與勢能（包括重力勢能和彈性勢能）統(tǒng)稱為機(jī)械能.2.機(jī)械能的轉(zhuǎn)化.通過重力或彈力做功，機(jī)械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另外一種形式.知識點(diǎn)二機(jī)械能守恒定律的理論驗(yàn)證設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的小球從點(diǎn)Ah的點(diǎn)B時(shí)速度為v；下落到高度為h的點(diǎn)C時(shí)速度為v1 1 2 2B運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)C的過程中，重力所做的功為W，則由動(dòng)能定理，可得W＝m2－m，11G G2221由重力做功與重力勢能變化的關(guān)系，可知W＝mgh－mgh.G 1 2由以上兩式，可得12m2－m2＝mghmgh.122112可見，在自由落體運(yùn)動(dòng)中，重力做了多少功，就有多少重力勢能轉(zhuǎn)化為等量的動(dòng)能.把上式移項(xiàng)后，得到1 1mgh＋m2＝mgh＋m，1 21 2 22即E＋E＝E＋E.p1 k1 p2 k2小試身手在只有重力或彈力做功的系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，而系統(tǒng)的機(jī)械能總量保持不變.這就是機(jī)械能守恒定律.小試身手如圖所示，距離地面h高處以初速度v0

沿水平方向拋出一個(gè)物體，不計(jì)空氣阻力，物體在下落過程中，下列說法正確的是（ ）物體在c點(diǎn)比在a點(diǎn)具有的重力勢能大物體在c點(diǎn)比在a點(diǎn)具有的動(dòng)能大物體在a點(diǎn)比在b點(diǎn)具有的動(dòng)能大物體在、、c三點(diǎn)具有的動(dòng)能一樣大ac點(diǎn)的重力勢能，在、c點(diǎn)的動(dòng)能大于在a、CD答案：B下列說法正確的是（ ）機(jī)械能守恒時(shí)，物體一定不受阻力C.物體做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械能必守恒D.物體所受的合外力不等于零，其機(jī)械能也可以守恒解析：機(jī)械能守恒的條件是只有重力做功或系統(tǒng)內(nèi)物體間的彈力做功.機(jī)械能守恒時(shí)，物體或系統(tǒng)可能不只受重力和彈力作用，也可能受其他力，但其他力不做功或做的總功一定為零，AB答案：D1.機(jī)械能的定義.1.機(jī)械能的定義.學(xué)習(xí)小結(jié)2.機(jī)械能的轉(zhuǎn)化.3.機(jī)械能守恒定律3.機(jī)械能守恒定律探究一機(jī)械能守恒的判斷只有重力或彈力做功，可以從以下三個(gè)方面進(jìn)行理解：更不是某個(gè)物體所受的合力等于零.從能量轉(zhuǎn)化來判斷：系統(tǒng)只有動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，無其他形式能量（如內(nèi)能從做功來判斷“只有重力或彈力做功①只受重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力.②還受其他力，但只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功，其他力不做功.【典例1】關(guān)于機(jī)械能是否守恒的敘述，正確的是（ A.做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能一定守恒做變速運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能不可能守恒外力對物體做功為零時(shí)，機(jī)械能一定守恒若只有重力對物體做功，物體的機(jī)械能一定守恒解析：物體在豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)誤；物體在重力作用下的各種拋體運(yùn)動(dòng)雖是變速運(yùn)動(dòng)，但機(jī)械能守恒，B錯(cuò)誤；物體在粗糙的斜面上向上勻速滑動(dòng)時(shí)，外力做功為零，但機(jī)械能不守恒，C錯(cuò)誤；由機(jī)械能守恒條件可知D正確.答案：D1.（多選）忽略空氣阻力，下列物體在運(yùn)動(dòng)過程中滿足機(jī)械能守恒的是（ A.電梯勻速下降鉛球從被拋出到落地前重物被起重機(jī)從地面提升到樓頂物體從固定的光滑斜面頂端下滑到底端解析：機(jī)械能守恒的條件是只有重力或彈力做功.電梯勻速下降有一向上的力做負(fù)功，有重力做功，機(jī)械能守恒，所以、D正確；重物被起重機(jī)從地面提升到樓頂，向上的拉力做正功，機(jī)械能增加，故C答案：BD2.如圖所示，上表面有一段光滑圓弧且質(zhì)量為M的小車A置于光2.如圖所示，上表面有一段光滑圓弧且質(zhì)量為M的小車A置于光滑水平面上.在一質(zhì)量為m的物體B自圓弧上端自由滑下的同時(shí)釋放則（）軌道對B的支持力對B不做功BB和地球組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒解析：A、、CBA有壓力，ABA位移，BAB、B.D、B和地球組成的系統(tǒng)沒有與外界發(fā)生機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，也沒有摩擦，機(jī)械能沒有轉(zhuǎn)化為其他形式的能，系統(tǒng)答案：D探究二機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用1.應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的基本思路.應(yīng)用機(jī)械能守恒定律時(shí)，相互作用的物體間的力可以是變力，也可以是恒力，只要符合守恒條件，機(jī)械能就守恒.而且機(jī)械能守恒定律，只涉及物體系的初、末狀態(tài)的物理量，而不需分析中間過程的復(fù)雜變化，使問題得到簡化.2.應(yīng)用機(jī)械能守恒定律求解問題的角度.從守恒的角度：系統(tǒng)的初、末兩狀態(tài)機(jī)械能守恒，即E＝E.2 1從轉(zhuǎn)化的角度：系統(tǒng)動(dòng)能的增加等于勢能的減少，即＝－ΔE.k p從轉(zhuǎn)移的角度：系統(tǒng)中一部分物體機(jī)械能的增加等于另一部分物體機(jī)械能的減少，ΔE＝－ΔE.A B（1“總機(jī)械能保持不變”并不是指各個(gè)物體的機(jī)械能不變，而是指相互作用著的所有物體即系統(tǒng)的總機(jī)械能不變.【典例2】一個(gè)同學(xué)設(shè)計(jì)了一種玩具的模型如圖所示.該模型由足夠長的傾斜直軌道AB與水平直軌道BC平滑連接于BCCDmAB滑的.要使小球從D點(diǎn)飛出并落在水平軌道上，重力加速度取釋放點(diǎn)至水平軌道高度的范圍；小球到達(dá)C（1）小球恰能通過D點(diǎn)時(shí)，釋放點(diǎn)高度最小，2，有，R1 5從A到，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得mgh2mg＋m2，聯(lián)立得h＝；1 21 2小球從D點(diǎn)飛出后恰好落在B點(diǎn)時(shí)，釋放點(diǎn)高度最大，有12＝g2，＝v，2 1從A到，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得mgh2mg＋m2，聯(lián)立得h2

25Rh

2釋放點(diǎn)至水平軌道高度的范圍為≤2

≤4.時(shí)，C1A到mg＝m2，2C2，C點(diǎn)：FC，N R聯(lián)立得FN根據(jù)牛頓第三定律，壓力大小為＝FN N5（1）≤≤R2）mg233kg5kg、33kg5kg、接跨在一個(gè)定滑輪兩側(cè)，輕繩正好拉直，且A面0.8g取10m/2）（2）B物體著地后A物體還能上升多高？（1）在BA與B在B、B當(dāng)B（1）方法一由E＝E解1 2、BB下落時(shí)系統(tǒng)機(jī)械能守恒，以地面為零勢能參考面，則mB1mg＋（m＋m2，A 2 A B2×（5－3）×10×0.83＋52（m－m）gh2×（5－3）×10×0.83＋5解得v＝

B A ＝

m/s＝2m/s.m＋mA BΔE＝－ΔE解k p1對B組成的系統(tǒng)，有mm）＝－mg－mg，2 A B A B解得v＝2m/s.（2當(dāng)BA以2m/sA上升的高度由機(jī)械能守恒可得mg′A1＝m，2A解得h′＝

2 22m＝0.2m.2 2×10（12m/s（0.2m機(jī)械能守恒定律表達(dá)式的選取技巧E＋E＝E＋E或ΔE＝－ΔEk1 p1 k2 p2 k p來求解.當(dāng)研究對象為兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)時(shí)：若A物體的機(jī)械能減少，可優(yōu)先考慮用表達(dá)式ΔE＝－ΔEA B來求解.若兩個(gè)物體的重力勢能都在減?。ɑ蛟黾?，動(dòng)能都在增加（或減小，可優(yōu)先考慮應(yīng)用表達(dá)式ΔE＝－ΔE來求解.k p3.如圖所示，長為L3.如圖所示，長為L的勻質(zhì)鏈條放在光滑水平桌面上，且有懸于桌面外，鏈L32gL 22gL3 B.323gL 6gLC.3 D.3解析：鏈條釋放之后，到離開桌面，由于桌面無摩擦，整個(gè)鏈條的機(jī)械能守恒.取桌面1 L1m·＝mm（0.3 62v2＝3答案：B多選內(nèi)壁光滑的環(huán)形凹槽半徑為固定在豎直平面內(nèi)一根長度為2R的輕桿一端固定有質(zhì)量為m的小球甲，另一端固定有質(zhì)量為2m的小球乙，將兩小球放入凹槽內(nèi)，小球乙位于凹槽的最低點(diǎn)，如圖所由靜止釋放后（ ）下滑過程中甲球減少的機(jī)械能總等于乙球增加的機(jī)械能C.甲球可沿凹槽下滑到槽的最低點(diǎn)D.桿從右向左滑回時(shí)，乙球一定能回到凹槽的