机械能守恒定律导学案.doc

机械能守恒定律导学案
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．会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件．
3．在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。
前置作业-------自主探究
1、请举出实例说明动能与势能可以相互转化，是怎样转化的？什么是机械能？
（1）物体自由下落或沿光滑斜面下滑时， 做功， 能转化为 能；物体竖直上抛或沿光滑斜面上滑， 做功， 能转化为 能。
（2）被压缩弹簧恢复原状时，弹力 ， 能转化为 能；
运动的物体压缩弹簧时，弹力 ， 能转化为 能。
（3） 、 与 之间具有密切的联系，我们把它们统称为机械能。
表达式即为：E= +
2、探究动能与势能的相互转化存在某种定量关系?这一关系是什么？
（1）猜想：
（2）探究方案：（理论探究）
①以那种形式的运动为例？
②推导的理论依据是什么？
（3）推导过程：

（4）结论：
（5）拓展：
思考：若运动过程中，阻力不能忽略，还能否得出以上结论？

重点深化------课堂探究（小组合作）
1、动能和势能的相互转化
例题1：试分析小球运动过程中，各种形式的能量是如何转化的？

2、机械能守恒定律
（1）内容：
（2）表达式：①表示物体在初始状态的机械能和在末状态的机械能相等.
________ + ________ ＝ ________ + ________
②表示物体动能的增加等于势能的减少或者物体势能的增加等于动能的减少
________ ＝ _______
（3） 条件：
思考：你是如何理解“只有重力做功的”？并举例说明。

例2：下列实例中的运动物体（均不计空气阻力），机械能守恒的是（ ）
A.手榴弹从手中抛出后的运动（不计空气阻力）
B.子弹射穿木块
C.细绳一端固定，另一端拴着一个小球，使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动
D.吊车将货物匀速吊起
E.物体沿光滑圆弧面从下向上滑动
F.降落伞在空中匀速下降

3、机械能守恒定律应用
例3 ：一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，忽略一切阻力，如图．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？（选O点所在水平面为零势能平面）

θ
L
B
A
O

总结：应用机械能守恒定律解决问题的基本思路是什么？与牛顿第二定律相比有何优点？
(1)确定研究对象和研究过程
(2)分析研究对象在运动过程中的受力情况和做功情况，判断机械能是否守恒
(3) 恰当选取零势能面，并确定研究对象在研究过程的始、末状态的机械能。
(4)根据机械能守恒定律列出方程，进行求解。
达标练习-----自主检测
1．下列实例中的运动物体，哪些机械能不守恒（ ）
A．跳伞运动员在空中匀速下降
B．滑雪运动员自高坡顶上自由下滑（不计空气阻力和摩擦）
C．汽车在水平路面上匀速行驶
D．集装箱被吊车匀速地吊起（空气阻力不计）
H
h

2、 如图所示，木块在固定的斜面上运动，其中图C中的斜面是光滑的，图A、B、D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，大小与摩擦阻力相等，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动．在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是（ ）

3、如图所示，桌面高度为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为：（ ）
A、mgh； B、mgH； C、mg(H+h)； D、mg(H-h)。
4、一个人站在阳台上，以相同的速度V0分别把三个小球竖直上抛，竖直下抛，水平抛出，不计空气阻力，关于三球落地的速率下列说法中正确的是（ ）
A 上抛球最大 B下抛球最大
C 平抛球最大 D 三个球一样大
5、如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的应是（ ）
A.重力势能和动能之和总保持不变。
B.重力势能和弹性势能之和总保持不变。
C.动能和弹性势能之和保持不变。
D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变。
6、质量为m的小球，从光滑斜面的顶端由静止滑下，已知斜面的顶端距离水平地面的高度位h,则小球滑到斜面底端时的速度是多大？（已知重力加速度位g）

7、以10m/s的速度将质量为m的物体从地面竖直上抛，若忽略空气阻力，（g=10m/s2）求： ⑴ 物体上升的最大高度？
⑵上升过程中何处重力势能和动能相等？

8． 如图所示，轻质弹簧的一端与墙相连，质量为2kg的滑块以5m/s的初速度沿光滑平面运动并压缩弹簧，求：
（1）弹簧在被压缩过程中最大弹性势能．
（2）当木块的速度减为2 m/s时，弹簧具有的弹性势能．
v0

4