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

--PAGE1-第五節(jié)機械能守恒定律學習目標（重點）.（重點）（重點、難點）

STSE情境導學ft車關閉發(fā)動機后，若不計阻力，機械能守恒車輛進站時，沖上站臺，動能轉化為勢能知識點一動能與勢能的相互轉化動能與勢能（包括重力勢能和彈性勢能）統(tǒng)稱為機械能.2.機械能的轉化.通過重力或彈力做功，機械能可以從一種形式轉化成另外一種形式.知識點二機械能守恒定律的理論驗證設一個質量為m設一個質量為m的小球從點Ah的點B時速度為v；下落到高度為h的點C時速度為v1 1 2 2B運動到點C的過程中，重力所做的功為W，則由動能定理，可得W＝m2－m，11G G2221由重力做功與重力勢能變化的關系，可知W＝mgh－mgh.G 1 2由以上兩式，可得12m2－m2＝mghmgh.122112可見，在自由落體運動中，重力做了多少功，就有多少重力勢能轉化為等量的動能.把上式移項后，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，動能和勢能發(fā)生相互轉化，而系統(tǒng)的機械能總量保持不變.這就是機械能守恒定律.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物體，不計空氣阻力，物體在下落過程中，下列說法正確的是（ ）物體在c點比在a點具有的重力勢能大物體在c點比在a點具有的動能大物體在a點比在b點具有的動能大物體在、、c三點具有的動能一樣大ac點的重力勢能，在、c點的動能大于在a、CD答案：B下列說法正確的是（ ）機械能守恒時，物體一定不受阻力C.物體做勻速運動時，機械能必守恒D.物體所受的合外力不等于零，其機械能也可以守恒解析：機械能守恒的條件是只有重力做功或系統(tǒng)內物體間的彈力做功.機械能守恒時，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.機械能的定義.1.機械能的定義.學習小結2.機械能的轉化.3.機械能守恒定律3.機械能守恒定律探究一機械能守恒的判斷只有重力或彈力做功，可以從以下三個方面進行理解：更不是某個物體所受的合力等于零.從能量轉化來判斷：系統(tǒng)只有動能和勢能的相互轉化，無其他形式能量（如內能從做功來判斷“只有重力或彈力做功①只受重力或系統(tǒng)內的彈力.②還受其他力，但只有重力或系統(tǒng)內的彈力做功，其他力不做功.【典例1】關于機械能是否守恒的敘述，正確的是（ A.做勻速直線運動的物體機械能一定守恒做變速運動的物體機械能不可能守恒外力對物體做功為零時，機械能一定守恒若只有重力對物體做功，物體的機械能一定守恒解析：物體在豎直方向做勻速直線運動，機械能不守恒，A錯誤；物體在重力作用下的各種拋體運動雖是變速運動，但機械能守恒，B錯誤；物體在粗糙的斜面上向上勻速滑動時，外力做功為零，但機械能不守恒，C錯誤；由機械能守恒條件可知D正確.答案：D1.（多選）忽略空氣阻力，下列物體在運動過程中滿足機械能守恒的是（ 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功，有重力做功，機械能守恒，所以、D正確；重物被起重機從地面提升到樓頂，向上的拉力做正功，機械能增加，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量為M的小車A置于光滑水平面上.在一質量為m的物體B自圓弧上端自由滑下的同時釋放則（）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)生機械能的轉移，也沒有摩擦，機械能沒有轉化為其他形式的能，系統(tǒng)答案：D探究二機械能守恒定律的應用1.應用機械能守恒定律的基本思路.應用機械能守恒定律時，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，機械能就守恒.而且機械能守恒定律，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雜變化，使問題得到簡化.2.應用機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)機械能守恒，即E＝E.2 1從轉化的角度：系統(tǒng)動能的增加等于勢能的減少，即＝－ΔE.k p從轉移的角度：系統(tǒng)中一部分物體機械能的增加等于另一部分物體機械能的減少，ΔE＝－ΔE.A B（1“總機械能保持不變”并不是指各個物體的機械能不變，而是指相互作用著的所有物體即系統(tǒng)的總機械能不變.【典例2】一個同學設計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點飛出并落在水平軌道上，重力加速度取釋放點至水平軌道高度的范圍；小球到達C（1）小球恰能通過D點時，釋放點高度最小，2，有，R1 5從A到，根據(jù)機械能守恒定律得mgh2mg＋m2，聯(lián)立得h＝；1 21 2小球從D點飛出后恰好落在B點時，釋放點高度最大，有12＝g2，＝v，2 1從A到，根據(jù)機械能守恒定律得mgh2mg＋m2，聯(lián)立得h2

25Rh

2釋放點至水平軌道高度的范圍為≤2

≤4.時，C1A到mg＝m2，2C2，C點：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、接跨在一個定滑輪兩側，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B（1）方法一由E＝E解1 2、BB下落時系統(tǒng)機械能守恒，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BA以2m/sA上升的高度由機械能守恒可得mg′A1＝m，2A解得h′＝

2 22m＝0.2m.2 2×10（12m/s（0.2m機械能守恒定律表達式的選取技巧E＋E＝E＋E或ΔE＝－ΔEk1 p1 k2 p2 k p來求解.當研究對象為兩個物體組成的系統(tǒng)時：若A物體的機械能減少，可優(yōu)先考慮用表達式ΔE＝－ΔEA B來求解.若兩個物體的重力勢能都在減?。ɑ蛟黾?，動能都在增加（或減小，可優(yōu)先考慮應用表達式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，整個鏈條的機械能守恒.取桌面1 L1m·＝mm（0.3 62v2＝3答案：B多選內壁光滑的環(huán)形凹槽半徑為固定在豎直平面內一根長度為2R的輕桿一端固定有質量為m的小球甲，另一端固定有質量為2m的小球乙，將兩小球放入凹槽內，小球乙位于凹槽的最低點，如圖所由靜止釋放后（ ）下滑過程中甲球減少的機械能總等于乙球增加的機械能C.甲球可沿凹槽下滑到槽的最低點D.桿從右向左滑回時，乙球一定能回到凹槽的