2019-2020年高中物理 7.8 機械能守恒定律 導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修2.doc

2019-2020年高中物理 7.8 機械能守恒定律 導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修2一、學(xué)習(xí)目標1知道什么是機械能，知道物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。2理解機械能守恒定律的內(nèi)容，知道它的含義和適用條件。3在具體問題中，能判定機械能是否守恒，并能列出機械能守恒的方程式。二、溫故知新動能和勢能的轉(zhuǎn)化規(guī)律（2）沿光滑斜面向下運動的物體： 能轉(zhuǎn)化為 能（3）豎直上拋的物體 ， 上升時： 能轉(zhuǎn)化為 能 下落時： 能轉(zhuǎn)化為 能三、自學(xué)提綱思考1：動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化是否存在某種定量關(guān)系，遵守什么規(guī)律呢？我們下面再看這樣一個例子：演示1：如圖581，用細線、小球、帶有標尺的鐵架臺等做實驗把一個小球用細線懸掛起來，把小球拉到一定高度的A點，然后放開，小球在擺動過程中，重力勢能和動能相互轉(zhuǎn)化我們看到，小球可以擺到跟A點等高的C點，如圖581甲如果用尺子在某一點擋住細線，小球雖然不能擺到C點，但擺到另一側(cè)時，也能達到跟A點相同的高度，如圖581乙思考2：在這個小實驗中，小球的受力情況如何?各個力的做功情況如何?這個小實驗說明了什么問題?實驗證明，小球在擺動過程中重力勢能和動能在不斷轉(zhuǎn)化在擺動過程中，小球總能回到原來的高度可見， 總和不變演示2，如圖582，水平方向的彈簧振子用彈簧振子演示動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化思考3：在這個實驗中，小球的受力情況如何?各個力的做功情況如何?這個實驗說明了什么?實驗證明，小球在往復(fù)運動過程中彈性勢能和動能在不斷轉(zhuǎn)化小球在往復(fù)運動過程中總能回到原來的位置，可見， 總和應(yīng)該不變動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為 能總結(jié)：雖然動能不斷地變化，勢能也不斷地變化，它們的變化應(yīng)該存在一個規(guī)律，即總的機械能 四、探究導(dǎo)航單個物體的機械能守恒情境一：如圖，質(zhì)量為m的小球從曲面上滾下，到A點時速度為v1，距地面的高度為h1，到B點時速度為v2，距地面的高度為h2。自學(xué)：1、小球的機械能由哪幾種能量組成？在A、B兩點的機械能分別如何表示？2、此過程中外力對小球做的總功W總和重力做功WG分別如何表示？3、W總和WG是否相等？要使二者相等，應(yīng)滿足什么條件？對話：1、若外力的總功W總與重力做功WG相等，請分析小球在A、B兩點的機械能滿足什么關(guān)系？ 2、若曲面不光滑，小球的機械能將減少，減少的機械能哪里去了？3、請你總結(jié)出小球機械能守恒的條件。在只有 做功的物體系統(tǒng)（研究對象是物體和地球組成的系統(tǒng)）內(nèi)， 和 發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量 。同樣可以證明：只有彈簧彈力做功的物體系統(tǒng)(研究對象是物體與彈簧組成的系統(tǒng))內(nèi)，彈簧的 與物體的 發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量 。以彈簧振子為例簡要分析，系統(tǒng)的動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的機械能保持不變結(jié)論：（1）機械能守恒定律內(nèi)容： （2）機械能守恒定律的表達式：_ _對機械能守恒條件的理解：1從系統(tǒng)做功的角度看，只有_或_做功。包括兩種情況：（1）物體只受_或_，不受其他的力；（2）物體受重力或彈力以外其它的力，但其它力_功，或其它力所做功代數(shù)和為_。請分析以上三個實例：物體從光滑斜面上下滑；懸掛著的小球在豎直面內(nèi)擺動；水平方向的彈簧振子做往復(fù)運動 2從能量轉(zhuǎn)化的角度看，只有系統(tǒng)內(nèi)_和_相互轉(zhuǎn)化，無其它形式能量（如內(nèi)能）之間的轉(zhuǎn)化思考與討論：一個小球在真空中自由下落，另一個同樣的小球在黏性較大的液體中由靜止開始下落，它們都由高度為h1的地方下落到高度為h2的地方。在這兩種情況下，重力做的功相等嗎？重力勢能的變化相等嗎？動能的變化相等嗎？重力勢能各轉(zhuǎn)化成什么形式的能?例：把一個小球用細繩懸掛起來，就成為一個擺（如圖），擺長為，最大偏角為，如果阻力可以忽略，小球運動到最低位置時的速度是多大？五、隨堂小練在下面列舉的各個實例中（除a外都不計空氣阻力），哪些情況機械能是守恒的？說明理由。跳傘員帶著張開的降落傘在空氣中勻速下落拋出的手榴彈或標槍在空中運動拉著一個物體沿光滑的斜面勻速上升（圖甲）在光滑水平面上運動的小球碰到一個彈簧，把彈簧壓縮后，又被彈回來（圖乙）用細繩拴著一個小球，使小球在豎直面內(nèi)做圓周運動六、拓展訓(xùn)練物體物體系統(tǒng)的機械能守恒情境二：如圖所示，一根不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b. a球質(zhì)量為m，靜置于地面；b球質(zhì)量為3m，用手托住，高度為h，此時輕繩剛好拉緊自學(xué)：松手后b球落地之前，a、b組成的系統(tǒng)機械能守恒嗎？你是如何判斷的？小球a和小球b的機械能分別如何變化？對話：1、請你列出系統(tǒng)機械能守恒的方程，你能想到哪幾種表達形式？ 2、請你計算出b球落地前瞬時的速度。七、達標檢測1、關(guān)于物體的機械能是否守恒的敘述，下列說法中正確的是：A、做勻速直線運動的物體，機械能一定守恒；B、做勻速變速直線運動的物體，機械能一定守恒；C、外力對物體所做的功等于0時，機械能一定守恒；D、物體若只有重力做功，機械能一定守恒。2、如圖所示，桌面高度為h，質(zhì)量為m的小球，從離桌面高H處自由落下，不計空氣阻力，假設(shè)桌面處的重力勢能為零，小球落到地面前的瞬間的機械能應(yīng)為A、mgh B、mgH C、mg（H+h） D、mg（H-h）3、如圖所示，輕彈簧一端與墻相連處于自然狀態(tài)，質(zhì)量為4kg的木塊沿光滑的水平面以5m/s的速度運動并開始擠壓彈簧，求彈簧的最大彈性勢能及木塊被彈回速度增大到3m/s時彈簧的彈性勢能。4、將物體由地面豎直上拋，如果不計空氣阻力，物體能夠達到的最大高度為H，當物體在上升過程中的某一位置時，它的動能和重力勢能相同，則這一位置的高度是A、H B、H C、H D、H5、如圖所示，AB為一長為L的光滑水平軌道，小球從A點開始做勻速直線運動，然后沖上豎直平面內(nèi)半徑為R的光滑半圓環(huán)，到達最高點C后拋出，最后落回到原來的出發(fā)點A處，如圖所示，試求小球在A點運動的速度為多大？6、如圖所示，在光滑水平桌面上有一質(zhì)量為M的小車，小車跟繩一端相連，繩子另一端通過滑輪吊一個質(zhì)量為m的磚碼，則當砝碼著地的瞬間（小車未離開桌子）小車的速度大小為多大？在這過程中，繩的拉力對小車所做的功為多少？三、小結(jié)四、作業(yè)：課堂作業(yè)1-11