第04节机械能守恒定律-(2).doc

《机械能守恒定律》复习 教、学案
班级________ 学习小组_________ 姓名__________ 评价_________
考纲
要求
权威解读
重力做功与重力势能
机械能守恒定律及其应用

Ⅱ
Ⅱ

能够灵活运用重力做功与重力势能的关系、机械能守恒定律分析解决相关问题。它是解决力学问题的基本规律,是高考的重点。大部分题目都与牛顿运动定律、圆周运动等知识相互联系、综合命题,难度中等以上,多为计算题。
（一）学习目标：
1、深入理解重力做功与重力势能，弹力做功与弹性势能。
2、深入理解机械能守恒定律
（二）、学习重难点
1、重点：重力做功与重力势能，机械能守恒定律。
2、难点：机械能守恒条件的理解
[自主预习]
A、阅读教材必修2第63页（第4节 重力势能）、第67页（探究弹性势能的表达式）、第75页（机械能守恒定律）
B、完成下列填空：
一、重力势能、弹性势能
1、重力势能
(1)重力做功的特点
①重力做功与 无关，只与始末位置的 有关。
②重力做功不引起物体 的变化．
(2)重力势能
①概念：物体由于被举高而具有的能量。
②表达式：Ep＝
③矢标性：重力势能是 ，正、负表示其大小。
(3)相对性:选不同的零势能面,物体的重力势能的数值是 的。若物体在参考平面以上,则重力势能为  ；若物体在参考平面以下,则重力势能为 。通常选地面为参考平面。
(4)系统性:重力势能属于物体和 组成的系统,通常简单地说是物体的重力势能。
(5)重力做功与重力势能变化的关系
①定性关系：重力对物体做正功，重力势能就 ；重力对物体做负功，重力势能就 。
②定量关系：重力对物体做的功 物体重力势能的减少量，
即WG＝－(Ep2－Ep1)＝Ep1－Ep2。
2、弹性势能
(1)概念：物体由于发生 而具有的能．
(2)大小：弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关，弹簧的形变量 ，劲度系数 ，弹簧的弹性势能越大．
(3)弹力做功与弹性势能变化的关系类似于重力做功与重力势能变化的关系，用公式表示：W ＝ 。
二、机械能守恒定律
1、机械能
和 统称为机械能，即E＝Ek＋Ep，其中势能包括 和 。
2．机械能守恒定律
(1)内容：在只有 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 。
(2)研究对象：
(3)表达式：
观点
表达式
守恒观点
E1=E2 EK1+E P1=
（选零势能参考平面）
转化观点
ΔEK=
（不选零势能参考平面）
转移观点
ΔEA=
（不选零势能参考平面）
通过你的自主预习，你有哪些问题？
[问题探究]
一、合作学习
观察图中情景，思考：
1、描述发生的物理现象？
2、为什么会发生这些现象（从受力、做功和能量角度分析）？
3、问题讨论：
（1）关于“重力做功、弹力做功” ；“重力势能、弹性势能”你有哪些认识？如何认识怎样认识它们的关系？
（2）关于《机械能守恒定律》你如何描述（文字、公式、守恒的条件）？
（3）机械能“守恒”是指初、末态的总机械能相等，对吗？
（4）判断机械能是否守恒，你掌握了哪些方法？
二、知识应用
（一）机械能守恒条件的理解：
例： 下列四幅图表示不同的物理情景,其中机械能守恒的是 ( )
图3
图2

图1

A、图1：把物体m斜向上抛出到落至水面,不计空气阻力，对物体m。
B、图2:物体从固定在水平面上的光滑斜面体上下滑到底端，对物体m。
C、图2:物体从光滑水平面上的斜面体上由静止下滑到底端，对物体m。
D、图3:小球从某一高处自由下落到竖直弹簧上，向下运动到最低点；再反弹上升，离开弹簧的过程。对物体和弹簧组成的系统。

学生小组讨论、总结：
判断机械能是否守恒的方法?
(1)用做功判断：若物体或系统只有重力或弹簧的弹力做功，或有其他力做功，但其他力做功的代数和为零，机械能守恒。
(2)用能量转化来判断：若系统中只有动能和势能的相互转化，而无机械能与其他形式的能的转化，则系统的机械能守恒。

（二）机械能守恒定律的三种表达形式和用法
练：质量分别为m和M(M=2m)的两个小球 P和Q,中间用轻质杆固定连接,在杆的中点O处有一固定光滑转动轴,如图所示。现在把杆置于水平位置后自由释放,在Q球顺时针摆动到最低位置的过程中,下列有关能量的说法正确的是(　B    )
A、Q球的重力势能减少、动能增加,Q球和地球组成的系统机械能守恒。
B、P球的重力势能增加,动能也增加,P球和地球组成的系统机械能不守恒。
C、P球增加的机械能大于Q球减少的机械能
D、P、Q系统减少的重力势能大于二者增加的动能

深化：
（1）Q球顺时针摆动到最低位置时Q的速度？
（2）此过程中杆对Q球和P球做多少功？

[课堂总结]
1、有什么收获？

2、有什么疑问和困惑?

3、你对课堂的建议（包括学生的学与老师的教）

板书设计：
《机械能守恒定律》复习课
一、重力势能、弹性势能
1、重力势能
(1)重力做功的特点
(2)重力势能
(3)重力做功与重力势能变化的关系
2、弹性势能
二、机械能守恒定律
1、机械能
2、机械能守恒定律
(1)内容 (2)研究对象
(3)表达式 (4)守恒条件
[作业]
练1：一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点,下列说法错误的是(　)
A、运动员到达最低点前重力势能始终减小
B、蹦极绳张紧后的下落过程中,弹力做负功,弹性势能增加
C、蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
D、蹦极过程中,重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
练2：如图所示,一个轻质弹簧一端固定在粗糙的斜面底端,弹簧轴线与斜面平行,小滑块A从斜面的某一高度由静止开始沿斜面向下运动一段距离后与弹簧接触,直到把弹簧压缩到最短。在此过程中下列说法正确的是(　　)
A、滑块先做匀加速运动后做匀减速运动
B、滑块先做匀加速运动,接触弹簧后再做匀加速运动最后做变减速运动
C、滑块重力做功等于内能与弹性势能的增加量
D、滑块重力势能减少量与内能之和等于弹性势能增加量