2020-2021学年高中物理-第七章-机械能守恒定律-10-能量守恒定律与能源教案-新人教版必修2.doc

2020-2021学年高中物理 第七章 机械能守恒定律 10 能量守恒定律与能源教案 新人教版必修2

2020-2021学年高中物理 第七章 机械能守恒定律 10 能量守恒定律与能源教案 新人教版必修2

年级：
姓名：

- 5 -

能量守恒定律和能源
一、学法指导：
弹簧的弹性势能和弹簧的形变量成正比，但是课本中并没有给弹性势能的表达式。怎样通过状态求弹性势能或根据两个状态弹性势能相等求其他能量是本节要解决的问题。
二、相关链接：
【内容分析】《考试说明中》强调不要求使用求弹性势能。这样考试内容只能涉及定性分析或由能量守恒定量求解。因此，涉及弹性势能的计算题往往过程较为复杂。高考题中也多次以此知识点作为压轴题。
【重难点】
重点是运动过程中能量守恒；难点是弄清运动过程，尤其是其中的临界状态
【探究案】
一、 质疑探究：
探究点一：类型一：用其他能量变化求弹性势能
1.如图所示，用轻弹簧将质量均为m=1 kg的物块A和B连接起来，将它们固定在空中，弹簧处于原长状态，A距地面的高度h=0.15m。同时释放两物块，设A与地面碰撞后速度立即变为零，由于B压缩弹簧后被反弹，使A刚好能离开地面（但不继续上升）。已知弹簧的劲度系数k=100N／m，取g=10m／s2。求：
B
（1）物块A刚到达地面的速度；   
（2）物块B反弹到最高点时，弹簧的弹性势能； 
解析指导： 解析：（1）设A、B 两物块落地时速度为
则有   ……①
（2）设A刚好离地时，弹簧的拉伸量为，此时B物块到达最高点
对A物块，有 ……②
    对B及弹簧组成的系统机械能守恒，
有：  ……③
由①②③可得： 
探究点二：类型二：初态弹性势能等于末态弹性势能
2.如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的倾斜角的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线刚好拉直但无拉力，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放A后，A沿斜面下滑，求A下滑的最大速度。
解析指导：
解析：设开始弹簧压缩量为，则…………①
A、 B的速度同时达到最大，此时其合力均为零
对A：…………②
对B：........③
由②③两式得弹簧拉伸量，即两个状态的弹性势能相等
对A、B和弹簧系统：………④
解得 答案：

教学相长 博喻善导

探究点三： 题型三：两个并列过程弹性势能相等
3.如图，质量为的物体A 经一轻质弹簧与下方地面上的质量为的物体B 相连，弹簧的劲度系数为k , A 、B 都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A ，另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态，A 上方的一段绳沿竖直方向。现在挂钩上挂一质量为的物体C 并从静止状态释放，已知它恰好能使B 离开地面但不继续上升。若将C 换成另一个质量为的物体D ，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次B 刚离地时D的速度的大小是多少？已知重力加速度为g 。

解析指导：
解析：
开始时，A、B 静止，设弹簧压缩量为，有
……… ①
挂C并释放后，C向下运动，A 向上运动，设B刚要离地时弹簧伸长量为，有
……… ②
B不再上升，表示此时A 和C的速度为零，C已降到其最低点。由机械能守恒，与初始状态相比，弹簧弹性势能的增加量为
……… ③
C换成D后，当B刚离地时弹簧的弹性势能增量与前一次相同，由能量关系得
……… ④
由③ ④ 式得 ⑤
由①②⑤式得 ⑥