高中物理必修2 第04節(jié) 機(jī)械能守恒定律“十校聯(lián)賽”一等獎(jiǎng)

第04節(jié)機(jī)械能守恒定律2、動(dòng)能定理的內(nèi)容是什么？3、重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系是什么？1、本章學(xué)了哪幾種能，如何定義，大小如

何計(jì)算？知識(shí)回顧①動(dòng)能定理的內(nèi)容和表達(dá)式是什么？②重力所做的功與物體重力勢(shì)能的變化,兩者之間有什么關(guān)系？WG=mgh1-mgh2注意：動(dòng)能定理中動(dòng)能的變化量是末動(dòng)能減去初動(dòng)能，而重力做功與重力勢(shì)能改變的關(guān)系式中是初位置的重力勢(shì)能減去末位置重力勢(shì)能．溫故知新重力勢(shì)能動(dòng)能導(dǎo)入：動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化彈性勢(shì)能動(dòng)能和重力勢(shì)能實(shí)例探究動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化上坡：重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能下坡：重力做正功，重力勢(shì)能減少重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能實(shí)例探究實(shí)例探究動(dòng)能和彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化彈力對(duì)模型飛機(jī)做正功彈性勢(shì)能減少?gòu)椥詣?shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能觀察

動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化重力勢(shì)能彈性勢(shì)能機(jī)械能動(dòng)能物體的動(dòng)能和勢(shì)能（含彈性勢(shì)能）之和稱(chēng)為物體的機(jī)械能重力勢(shì)能，彈性勢(shì)能，動(dòng)能之間有密切的聯(lián)系，我們把它們統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)械能?？偨Y(jié)通過(guò)重力或彈力做功，機(jī)械能可以從一種形式的能轉(zhuǎn)化為另一種形式我們已經(jīng)知道動(dòng)能和勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化，那么在動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，動(dòng)能和勢(shì)能的和是否真的保持不變？下面我們就來(lái)定量討論這個(gè)問(wèn)題。

投標(biāo)導(dǎo)學(xué)：質(zhì)量為m的物體自由下落過(guò)程中，經(jīng)過(guò)高度h1的A點(diǎn)時(shí)速度為v1，下落至高度h2的B點(diǎn)處速度為v2，不計(jì)空氣阻力，取地面為參考平面，試寫(xiě)出物體在A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能和B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能，并找到這兩個(gè)機(jī)械能之間的數(shù)量關(guān)系。根據(jù)動(dòng)能定理，有重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系可知：由以上兩式相等并移項(xiàng)可以得到：h1v1v2mh2ABA點(diǎn)B點(diǎn)即類(lèi)比研究：彈性勢(shì)能和動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)化問(wèn)題。彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能守恒定律：在只有彈力做功的情形下，動(dòng)能和彈性勢(shì)能之和保持不變，即機(jī)械能守恒?？梢?jiàn)，在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。規(guī)律總結(jié)：我們的結(jié)論是：機(jī)械能守恒定律內(nèi)容:只有重力動(dòng)能和重力勢(shì)能機(jī)械能的總量

在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。表達(dá)式:1、機(jī)械能守恒的條件是什么？討論①只有重力做功和系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力做功。②系統(tǒng)內(nèi)只發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，

無(wú)其它形式能量之間的相互轉(zhuǎn)化。指點(diǎn)迷津1、對(duì)單一物體：①只有重力做功②有其余力做功，但其余力做功的代數(shù)和為零2、對(duì)某一系統(tǒng)：

只有重力和彈力做功，該系統(tǒng)機(jī)械能守恒。即彈簧彈性勢(shì)能，物體動(dòng)能和重力勢(shì)能之和保持不變。2、機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式討論（需要確定參考平面）（對(duì)系統(tǒng)而言）E守恒的三種判斷方法1.做功條件分析法2能量轉(zhuǎn)化分析法3機(jī)械能增減分析法例1

下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的敘述正確的A、做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能一定守恒。B、合外力對(duì)物體不做功物體機(jī)械一定能守恒。C、物體只發(fā)生動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化時(shí)，E守恒D、運(yùn)動(dòng)的物體，若受合外力為0，則機(jī)械能一定守恒。E、做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能不可能守恒。F、物體以0.8g的加速度豎直向上勻減，E守恒課堂練習(xí)C例2如圖（右上）所示，下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是(

)

A.甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過(guò)程中，A機(jī)械能守恒B.乙圖中，A置于光滑水平面，物體B沿光滑斜面下滑，物體B機(jī)械能守恒C.丙圖中，不計(jì)任何阻力時(shí)A加速下落，B加速上升過(guò)程中，A、B機(jī)械能守恒D.丁圖中，小球沿水平面做勻速圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球的機(jī)械能守恒CD例3如圖所示，一個(gè)光滑的水平軌道AB與光滑的圓軌道BCD連接，其中圖軌道在豎直平面內(nèi)，半徑為R，B為最低點(diǎn)，D為最高點(diǎn)．一個(gè)質(zhì)量為m的小球以初速度v0沿AB運(yùn)動(dòng)，剛好能通過(guò)最高點(diǎn)D，則（）

A．小球質(zhì)量越大，所需初速度v0越大

B．圓軌道半徑越大，所需初速度v0越大

C．初速度v0與小球質(zhì)量m、軌道半徑R無(wú)關(guān)

D.小球質(zhì)量m和軌道半徑R同時(shí)增大，有可能不用增大初速度v0解析：球通過(guò)最高點(diǎn)的最小速度為v，有mg=mv2/R，v=這是剛好通過(guò)最高點(diǎn)的條件，根據(jù)機(jī)械能守恒，在最低點(diǎn)的速度v0應(yīng)滿(mǎn)足?mv02=mg2R＋?mv2，v0=B例4、如圖所示，一輕繩跨過(guò)定滑輪懸掛質(zhì)量為mA、mB的A、B兩物塊，滑輪的質(zhì)量以及所有摩擦不計(jì)，已知mB>mA初始時(shí)兩物塊均靜止，在兩物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（

）A、B減少的重力勢(shì)能等于A增加的重力勢(shì)能B、B的機(jī)械能守恒C、系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，但兩物體各自的機(jī)械能都在變化D、B機(jī)械能的減少等于A機(jī)械能的增加

CD例5：如圖所示，在一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿上的B點(diǎn)和末端C各固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，桿可以在豎直面上繞定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，BC=L/3,現(xiàn)將桿拉到水平位置從靜止釋放，求（1）末端小球C擺到最低點(diǎn)時(shí)速度的大?。?）這一過(guò)程中BC桿對(duì)C球所做的功。（桿的質(zhì)量和空變式、如圖2所示，質(zhì)量為m的a、b兩球固定在輕桿的兩端，桿可繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，已知兩物體距O點(diǎn)的距離L1＞L2，現(xiàn)在由圖示位置靜止釋放，則在a下降過(guò)程中：（

）A．桿對(duì)a不做功；

B．桿對(duì)b不做功；C．桿對(duì)a做負(fù)功；

D．桿對(duì)b做負(fù)功

C課堂練習(xí)例6、一個(gè)輕彈簧固定于O點(diǎn)，另一端系一重物，將重物從與懸點(diǎn)O在同一水平面肯彈簧保持原長(zhǎng)的A點(diǎn)無(wú)初速度釋放，讓它自由下擺，不計(jì)空氣阻力，在重物由A擺到最低點(diǎn)的過(guò)程中，A、重物的重力勢(shì)能減少。B、重物的重力勢(shì)能增加。C、重物的機(jī)械能不變。D、重物的機(jī)械能減少。oAAD球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒小結(jié)2、機(jī)械能守恒定律：1、機(jī)械能：E=E