高中物理人教版必修2导学案设计系列78机械能守恒定律-探究学习

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1、第七章机械能守恒定律本章概览本章是动力学的继续和深化，其中涉及到的基本概念有功和功率、动能和势能，基本规律有动能定理、机械能守恒定律等都是力学中至关重要的部分，因此是高屮物理的重点，也是高考考查的重点之一.在解决功和功率的分析和计算必须抓准物理实质，建立相关物理模型.对动能定理屮的每一个物理量及“二”号的物理意义应非常明确•一定要注意动能定理是一个标量式，所以，我们应用动能定理解决问题只关心初末状态，而不用掌握具体的运动过程.能量转化及守恒思想不仅为解决力学问题开辟了一条新的重要途径.同时也是分析电磁学，热学等领域屮问题的依据.第8节机械能守恒定律•导学天地学习要求基本要

2、求1•知道机械能的各种形式.2•能够分析动能与势能（包括弹性势能）之间的相互转化问题.3.知道机械能守恒的条件，写出机械能守恒定律的表达式.4.会判断机械能是否守恒，运用机械能守恒定律解决有关问题.发展要求1•根据动能定理及重力做功与势能变化的关系，导出机械能守恒定律.2.从能量转化角度理解机械能守恒的条件.3.能够从不同角度表达机械能守恒定律，根据问题选择合适的表达式.4.领悟运用机械能守恒定律解决问题的优点.说明1.运用机械能守恒定律进行计算时，不涉及弹性势能的表达式.2.不要求用机械能守恒定律求解多个物体（包括需要确定重心的链条、绳子、流体等）的问题.学法指导在学习

3、动能定理和机械能守恒定律之前，我们习惯于运用牛顿运动定律和运动学的知识来分析、解答问题，通过本节学习要逐步学会以能暈守恒的观点来分析、处理力学问题.对实际问题，首先应分析是否满足机械能守恒的条件.所以，要对物体进行受力分析，然后考虑是否除重力（或弹力）做功外还有其他力做功.如果符合机械能守恒的条件，根据题意选好参考平面，在明确初状态的总机械能和末状态的总机械能后，就可以列方程求出未知量，守恒的等式也对以采用重力势能的改变量等于动能的改变量的形式.本节课的重点是掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容；在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数

4、学表达式.难点是从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件；能正确判断研究对象在所经历的过程屮机械能是否守恒，能正确分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能.自主学习知识梳理自主探究1•动能和势能的相互转化(1)物体自由下落或沿光滑斜面下落时，重力对物体做功，物体的重力毎能，动能，物体原来具有的重力势能转化成了动能.(2)原来具有一定速度的物体，由惯性在空中竖直上升或沿光滑斜面向上运动时，重力对物体做功.物体原來具有的转化为(3)被压缩的弹簧可以把物体弹出去，这时弹力做功.弹簧的转化为(4)重力第能、弹性势能和动能统称为.在重力或弹力做功时，不同

5、形式的机械能可以发生相互转化.2.机械能守恒定律(1)推导：如图7-8-1,物体沿光滑曲面下滑，某时刻处于位置A时，它的动能为Ek】，重力势能为Ep”总机械能E尸，运动到位置B时，它的动能是Ek2，重力势能为E“，总机械能是E产，由动能定理知，由A到B的过程屮，重力所做的功W=,由重力的功与重力势能的关系知W二,所以有Ek2-Eki=Epi-Ep2,即Eki+Epi二Ek2+Ep2.图7-8-1(2)内容：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，这叫做■1•如果只有重力做功，动能和重力势能相互转化，如自由落体运动，你能分析减小的重力势能与

6、增加的动能Z间的关系吗？2•机械能守恒定律除去用Eki+Epi=Ek2+Ep2表不外,还能用其他形式表示吗？•理解升华重点、难点、疑点解析1.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，系统的动能和势能可以互相转化，但机械能的总量保持不变.(2)定律的适用条件：只有系统内的重力或弹力做功.“只有”的两种含义：①重力或弹力一定要做功，否则机械能不变，不存在守恒问题.②其他力不做功或其他力的合功为零.守恒是一种动态守恒，即通过重力或弹力做功使系统的动能与势能相互转化，但机械能总量不变.(3)机械能守恒定律的表达式：①E］二E?或Eki+Ep尸Ek2+Ep2任意

7、吋刻任意位置的机械能总量相等.②AEk=-AEp或丨AEkI=IAEpI在一段时间内动能的减少量等于势能的增加量.③厶Ea=-AEb或丨AEa丨=丨AEb丨如果系统内只有两个物体发生机械能的转化，A物体机械能增加量等于B物体机械能减少量.（4）定律的延伸：如果有重力.系统内弹力之外的力对物体或系统做了功，则物体或系统的机械能要发生改变且由功能关系可知，外力对物体做的功等于系统机械能的变化量.1.机械能是否守恒的判断（1）用做功来判断：分析物体或物体受力情况（包扌舌内力和外力），明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重力或弹力做