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文本内容:
8 机械能守恒定律学习目标1知道机械能的各种形式能够分析动能和势能之间的相互转化问题.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.4能从能量转化的角度理解机械能守恒的条件领会用机械能守恒定律解决问题的优越性.自主探究
1.总结本章中我们学习的三种形式的能:物体由于运动而具有的能叫 ;物体由于被举高而具有的能叫 ;物体由于发生弹性形变而具有的能叫 .
2.动能定理的表达式 .
3.重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系 .
4.机械能包括 和 物体自由下落 能转化成 能.
5.课前交流分析:质量为1kg的物体从2m高处自由下落.求下列四个过程中重力所做的功及物体的动能、重力势能以最低点为零势能面g取10m/s
2.下落位移/m重力做的功/J物体的动能/J物体重力势能/J
0.
51.
01.5由以上数据分析可以得到结论: 合作探究
一、机械能守恒定律的推导合作探究一:分析在小球下摆的过程中的机械能的转化规律实例: 能和 能可以相互转化势能变小时动能变 选填“大”或“小”. 合作探究二:理论推导动能和势能的转化规律情景:如图所示质量为m的小球沿任意一光滑曲面从距地面h1高度的A处开始下滑初速度为v1当下滑到距地面高度为h2处时速度为v2尝试推导出该过程中机械能守恒的表达式取最低点水平面为零势能面.推导:结论:拓展提升:若只有弹力做功又能得到什么结论呢
二、机械能守恒定律1内容: 2表达式:
①用系统的状态量表述: 即 .
②用系统动能增量和势能增量间的关系表述: 即 . 3条件: . 合作探究三:机械能守恒定律的应用把一个小球用细绳悬挂起来就成为一个摆摆长为l最大偏角为θ.小球运动到最低位置时的速度是多大【小组合作】请总结一下利用机械能守恒定律解题的步骤课堂检测
1.关于物体的机械能是否守恒的叙述下列说法中正确的是 A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B.做匀变速直线运动的物体机械能一定守恒C.外力对物体所做的功等于0时机械能一定守恒D.若只有重力做功物体机械能一定守恒
2.从离地高为H的阳台上以速度v竖直向上抛出质量为m的物体它上升h后又返回下落最后落在地面上则下列说法中正确的是不计空气阻力以地面为参考面 A.物体在最高点时机械能为mgH+hB.物体落地时的机械能为mgH+h+mv2C.物体落地时的机械能为mgH+mv2D.物体在落回过程中经过阳台时机械能为mgH+mv
23.下列过程中在不计空气阻力的情况下机械能守恒的是 A.物体做自由落体运动B.用轻绳系一小球给小球一初速度使小球以另一端为圆心在竖直面内做圆周运动小球在做圆周运动的过程中C.自由下落的炸弹在空中爆炸D.物体以一定的初速度冲上光滑的斜面
4.将质量相同的三个小球A、B、C在地面上方同一高度以相同的初速率抛出A球竖直上抛B球竖直下抛C球水平抛出不计空气阻力三个小球刚好落在同一地面上则下列说法正确的是 A.重力对三个小球做的功相同B.三个小球落地速度相同C.三个小球落地时动能相同D.三个小球的机械能相同
5.体积相同的木块和铁块它们的重心在同一水平面O上.关于它们的重力势能下列说法中正确的是 A.不管参考平面怎样选取铁块的重力势能一定比木块大B.若参考平面选取在O之上铁块的重力势能比木块重力势能小C.若参考平面选取在O之下铁块的重力势能比木块重力势能大D.重力势能的正、负与参考平面的选择有关
6.如图所示长度为l的轻弹簧和长度为LLl的轻绳一端分别固定在同一高度的O点和O点另一端各系一个质量为m的小球A、B把它们拉成水平状态如图甲和乙这时弹簧未伸长.由静止释放到最低点弹簧的长度也等于L在弹性限度内这时A、B两球在最低点的速度分别为vA和vB则 A.vAvBB.vAvBC.vA=vBD.无法判定参考答案自主探究
1.动能 重力势能 弹性势能
2.Ek=
3.WG=-ΔEp
4.动能 势能 重力势 动
5.下落位移/m重力做的功/J物体的动能/J物体重力势能/J
0.
555151.
01010101.515155结论:在只有重力做功的情况下动能和重力势能相互转化机械能总量保持不变.合作探究
一、机械能守恒定律的推导合作探究一势 动 大合作探究二推导:由动能定理得:mgh1-h2=mgh1-mgh2=mgh1+=mgh2+即:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2E2=E1结论:在只有重力做功的物体系统内物体的动能和重力势能可以相互转化但机械能的总量保持不变拓展提升:若只有弹力做功物体的弹性势能和动能可以相互转化但机械能的总量保持不变
二、机械能守恒定律1在只有重力或弹力做功的物体系统内动能与势能可以相互转化而总的机械能保持不变2
①初状态的机械能等于末状态的机械能Ek2+Ep2=Ek1+Ep1
②动能的增加量等于势能的减少量ΔEk=-ΔEp3只有重力或弹力做功合作探究三解:取最低点为重力势能的零点小球在下摆的过程中只有重力做功机械能守恒初状态的机械能为Ek1+Ep1=0+mgl1-cosθ末状态的机械能为Ek2+Ep2=mv2+0由机械能守恒定律:mgl1-cosθ=mv2由此解出:v=【小组合作】
1.选取研究对象——系统.
2.根据研究对象所经历的物理过程进行受力、做功分析判断机械能是否守恒.
3.恰当地选取参考平面确定研究对象在物理过程中的初末状态时的机械能.
4.根据机械能守恒定律列方程进行求解.课堂检测
1.D
2.AD
3.ABD
4.ACD
5.BCD
6.B。