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文本内容:
2019-2020年高中物理
7.8机械能守恒定律
(1)导学案新人教版必修2
一、学习目标1.知道什么是机械能,知道物体的动能和势能可以相互转化.2.能够根据动能定理和重力做功与重力势能变化间的关系,推导出机械能守恒定律.3.会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒,能运用机械能守恒定律解决有关问题.
二、知识要点1.动能与势能的相互转化
(1)重力势能的变化是由于做功引起的,重力做正功,重力势能减少,动能,重力势能转化为动能.如果重力做负功,重力势能增加,动能减少,动能转化为重力势能.
(2)弹性势能的变化是由于弹力做功引起的,弹力做正功,弹性势能减少,动能,弹性势能转化为动能.如果弹力做负功,弹性势能增加,动能减少,动能转化为弹性势能.
(3)动能、重力势能、弹性势能统称为,机械能是标量,机械能可以从一种形式转化为另一种形式.2.机械能守恒定律1内容在只有或做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持不变,这叫做机械能守恒定律.2几种表达式
①用系统的状态量表达E初=E末,或者Ek1+Ep1=,即系统初态的机械能总量等于末态的机械能总量.
②用系统的状态量的增量表述ΔE=0,即系统机械能的为零.
③用系统动能增量和势能增量间的关系表述Ek=-ΔEp,即系统动能的增加量等于.
④若系统只由两个物体组成,则物体A增加的机械能等于物体B减少的机械能,反之也成立,即ΔEA=-ΔEB或-ΔEA=ΔEB,或ΔEA+ΔEB=.3守恒条件机械能守恒的条件是系统内只有重力或弹力做功.
①只有重力做功,单个物体的动能和重力势能相互转化,物体的机械能守恒.例如做自由落体运动的物体,机械能守恒.
②只有弹簧的弹力做功,物体的动能和弹簧的弹性势能相互转化,物体与弹簧组成的系统机械能守恒.
③只有重力和弹簧的弹力做功,物体的动能和重力势能与弹簧的弹性势能相互转化,物体和弹簧组成的系统机械能守恒.3.应用机械能守恒定律解题的步骤1确定研究对象;2对研究对象进行正确的受力分析;3判断各个力是否做功,并分析是否符合机械能守恒的条件;4视解题方便与否选取零势能参考平面,并确定研究对象在始、末状态时的机械能;5根据机械能守恒定律列出方程,或再辅之以其他方程,进行求解.
三、典型例题例1.如图所示,地面上竖直放一根轻弹簧,其下端和地面连接,一物体从弹簧正上方距弹簧一定高度处自由下落,则 A.物体和弹簧接触时,物体的动能最大B.与弹簧接触的整个过程,物体的动能和弹簧弹性势能的和不断增加C.与弹簧接触的整个过程,物体的动能与弹簧弹性势能的和先增加后减小D.物体在反弹阶段,动能一直增加,直到物体脱离弹簧为止例2.如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是 A.甲图中,物体A将弹簧压缩的过程中,物体A机械能守恒B.乙图中,在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时,物体B机械能守恒C.丙图中,不计任何阻力,A加速下落,B加速上升过程中,A、B机械能守恒D.丁图中,小球沿水平面做匀速圆周运动时,小球的机械能守恒例3.以10m/s的速度将质量为m的物体从地面上竖直向上抛出,若忽略空气阻力,g取10m/s2,则1物体上升的最大高度是多少?2上升过程中在何处重力势能与动能相等?
四、选做例题例4.如图所示,水平传送带AB的右端与竖直面内的用光滑钢管弯成的“9”形固定轨道相接,钢管内径很小.传送带的运行速度为v0=6m/s,将质量m=
1.0kg的可看作质点的滑块无初速地放到传送带A端,已知传送带高度为h=
0.4m,长度为L=
12.0m,“9”字全高H=
0.8m,“9”字上半部分圆弧半径为R=
0.2m,滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=
0.3,重力加速度g=10m/s2,试求1滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间.2滑块滑到轨道最高点C时对轨道作用力的大小和方向.3滑块从D点抛出后的水平射程.
五、板书设计
六、教学后记备注栏。