2017-2018学年高中物理教科版必修2教学案：第四章+第5节+机械能守恒定律+word版含解析

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1、关键语旬机械能守恒定律课前口主学习，基稳才能楼高卩・重力或弹力做正功，势能向动能转化，重力或弹力做负功，动能向势能转化。2.在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。3・机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，若有其他力做功，但其他力做功的代数和为零时，系统的机械能也保持不变。4.机械能守恒定律的表达式为：£pi+£kl=£p2+Ek2o一、动能和势能的相互转化1.动能和势能的转化实例(1)自行车下坡时，重力势能减少,动能增加。(2)荡秋千过程中，向上摆动时，动能减少,重力势能增加,向下摆动时，动能增加,重力势能减少。(3)撑竿跳高过程中

2、，脱离杆之前，动能、重力势能、弹性势能在相互转化,脱离杆后,只有动能和重力势能在相互转化。2.动能和势能相互转化时的特点重力或弹力做正功时，势能向动能转化,做负功时，动能向势能转化。二、机械能守恒定律1・实验探究(1)实验装置：将螺母用细线挂在铁架台上制成单摆。(2)实验步骤：把螺母拉起一个较小的角度，放手后，它能摆至另一侧的塾位置；在铁架台的杆上固定一个夹子，当螺母摆到最低点时，细线被夹子挡住，但螺母仍能摆到另一侧的等高位置。(3)实验结论：忽略空气阻力，只有重力做功时，动能和势能在相互转化的过程中，总量不变。2.理论探究⑴探究情景：物体做平抛运动的过程，如图451所示。4

3、图4-5-1(2)推导过程：力位置的机械能B位置的机械能E^mshi+^mvio对力到〃过程由动能定理有：1212mg(hi~h2)=2m^2~2mvi。即mghi+2i2=fnghi+JWP2自主思考一IJ-判(1)通过重力做功，可以实现动能与重力势能的相互转化。(丁)(2)物体的机械能一定是正值。(X)(3)只有重力做功，物体的机械能一定守恒。(J)(4)合力为零，物体的机械能一定守恒。(X)(5)合力做功为零，物体的机械能一定守恒。(X)合作探究——议一议(1)飞流直下的瀑布，为什么落差越大，水流的速度越大？提示：瀑布下落时，重力做正功，重力势能减小，而动能增加。落差越

4、大，重力做的功越多，动能就越大，即速度越大。(2)毛泽东的诗词中曾写到“一代天骄成吉思汗，只识弯弓射大雕”。试分析成吉思汗在弯弓射雕过程中，涉及机械能中哪些能量之间的转化。提示：箭被射出过程中，弹性势能转化为箭的动能；箭上升过程中，动能向重力势能转化；下落过程中，重力势能又向动能转化。o即Ea=EBo1.机械能守恒定律(1)内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能和势能会发生相互转化,但机械能的总量保持不变。⑵表达式：Epi+E

5、j=虽2土互2，即Ei=址。(3)做匀速直线运动的物体机械能一定守恒吗？提示：不一定。机械能是否守恒应根据守恒条件进行判断。当物体做匀速直线运动

6、时,不一定只有重力或弹力做功，机械能不一定守恒。如物体在重力和拉力的作用下匀速向上运动，其机械能是增加的。课堂讲练设计，举一能通类题对机械能守恒条件的理解0通知识1・从能量角度看，系统与外界没有能量转化，系统内部也只发生动能和势能的相互转化，无其他形式能量(如内能)的转化，则系统机械能守恒。2.从做功角度看，只有重力或系统内弹簧弹力做功，则系统机械能守恒，具体表现为:(1)只有重力做功，例如所有做抛体运动的物体(不计空气阻力)机械能守恒。图4-5-2(2)只有重力和系统内弹簧弹力做功，如图4-5-2所示,球与弹簧组成的系统机械能守恒,但对球来说，机械能不守恒。(3)物体还受其

7、他力，但其他力不做功或做功的代数和为零。图4・5・3甲中，小球在摆动过程中线的拉力不做功，如不计空气阻力，只有重力做功，小球的机械能守恒。图4-5-3图4-5-3乙中，所有接触面光滑，力自顶端自由下滑的过程中，重力和/、B间的弹力都做功，但/、B间弹力做功的代数和为零，A.B组成的系统机械能守恒。但对B来说，力对〃的弹力做正功，这个力对〃来说是外力，〃的机械能不守恒，对力来说，3对力的弹力做负功，A的机械能也不守恒。Qj題方法［典例］(多选)如图4・5・4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/!将弹簧压缩的过程中，力机械能守恒B.乙图中，/置于光滑水

8、平面，物体〃沿光滑斜面下滑，物体〃机械能守恒C.丙图中，不计任何阻力时/加速下落，B加速上升过程中，/、〃机械能守恒D.丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒［思路点拨］解答本题应把握以下两点：(1)理解机械能守恒的条件。(2)灵活选择判断方法。［解析］甲图中重力和弹力做功，物体/和弹簧组成的系统机械能守恒，但物体/机械能不守恒，A错。乙图中物体B除受重力外，还受弹力，弹力对〃做负功，机械能不守恒,但从能量特点看力、〃组成的系统机械能守恒，B错。丙图中绳子张力对力做负功，对B做正功，代