2018届高中物理第七章机械能守恒定律第8节机械能守恒定律学案新人教版

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1、第8节　机械能守恒定律核心素养关键词知识体系1.动能和势能统称为机械能，即E＝Ek＋Ep.2．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，而总的机械能保持不变，这叫做机械能守恒定律．3．机械能守恒定律的表达式为Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或ΔEk＝－ΔEp.4．在只有重力做功时，重力势能与动能相互转化，二者之和保持不变；在只有系统内的弹力做功时，弹性势能和动能相互转化，二者之和保持不变．5．机械能守恒的条件：只有重力或弹力做功.一、动能与势能的相互转化1．动能的改变等于合力做的功；重力势能的改变仅由重力做功决定；弹性势能的改变仅由弹簧弹力做功决定，与其他任何外力

2、做功无关．2．在只有重力做功的情况下，仅有动能与重力势能的相互转化；在只有弹力做功的情况下，仅有动能与弹性势能的相互转化．二、机械能1．定义：物体的动能和势能(包括重力势能和弹性势能)统称为机械能．2．说明(1)因为动能和势能是状态量，所以机械能也是状态量．(2)机械能是标量，但有正负(因为重力势能有正负)．(3)机械能具有相对性．因为重力势能、弹性势能、动能都具有相对性．比较机械能时，18必须先选取统一的参考系和参考平面．三、机械能守恒定律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，而总的机械能保持不变．一、合作探究找规律考点一　动能、势能的相互转化如图所示，过

3、山车由高处在关闭发动机的情况下飞奔而下．(忽略轨道的阻力和其他阻力)1．过山车受哪些力作用？各做什么功？2．过山车下滑时，动能和势能怎么变化？两种能的和不变吗？答：1.忽略阻力，过山车受重力和轨道支持力作用．重力做正功，支持力不做功．2．过山车下滑时，动能增加，重力势能减少．忽略阻力时，两种能的和保持不变．考点二　机械能守恒定律运动员抛出的铅球所受空气的阻力远小于其重力，请思考以下问题：1．铅球在空中运动过程中，能否视为机械能守恒？2．若铅球被抛出时速度大小一定，铅球落地时的速度大小与运动员将铅球抛出的方向有关吗？183．在求解铅球落地的速度大小时，可以考虑应用什么规律？答：1

4、.由于阻力远小于重力，可以认为铅球在空中运动过程中，只有重力做功，机械能守恒．2．根据机械能守恒定律，落地时速度的大小与运动员将铅球抛出的方向无关．3．可以应用机械能守恒定律．二、理解概念做判断1．物体自由下落时，重力做正功，物体的动能和重力势能都增加．(×)2．合外力做功为零，物体的机械能一定守恒．(×)3．物体除受重力或弹力外，还存在其他力作用，但其他力不做功，只有重力弹力做功，物体的机械能一定守恒．(√)4．不计空气阻力的抛体运动，机械能一定守恒．(√)5．机械能是物体和地球所共有的，具有系统性．(√)要点1

5、机械能守恒定律1．机械能守恒定律的推导如果只有重力对物体做功，

6、用Ek1和Ek2分别表示物体的初动能和末动能，用Ep1和Ep2分别表示物体的初势能与末势能，W表示重力所做的功，由动能定理有：W＝Ek2－Ek1.根据重力做功等于重力势能增量的负值，则有W＝－(Ep2－Ep1)故有Ek2－Ek1＝－(Ep2－Ep1)得到Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2，可见，在只有重力做功的物体系统内，动能与重力势能可以相互转化，而总机械能保持不变．18同理可以证明，当只有弹簧弹力做功时，弹性势能与动能相互转化，总的机械能也保持不变．2．机械能守恒定律的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，而总的机械能保持不变．3．表达式表达方式说明注意

7、点Ep1＋Ek1＝Ep2＋Ek2初状态Ⅰ的机械能等于末状态Ⅱ的机械能需选择一合适的参考系ΔEk＝－ΔEp系统减少的势能等于增加的动能从初状态Ⅰ到末状态Ⅱ的过程中ΔEa＝－ΔEb将一个系统分成两部分，一部分增加的机械能等于另一部分减少的机械能①单对某一部分机械能不守恒；②从初状态Ⅰ到末状态Ⅱ的过程中4.机械能守恒定律的适用条件(1)从能量特点看：只有系统动能和势能相互转化，无其他形式能量(如内能)之间转化，则系统机械能守恒．如物体间发生相互碰撞、物体间发生相对运动，又有相互间的摩擦作用时有内能的产生，机械能一般不守恒．(2)从机械能的定义看：动能与势能之和是否变化．如一个物体沿斜

8、面匀速(或减速)滑下，动能不变(或减小)，势能减小，机械能减小，一个物体沿水平方向匀速运动时机械能守恒，沿竖直方向匀速运动时机械能不守恒．(3)从做功特点看：只有重力和系统内的弹力做功，具体表现在：①只受重力(或系统内的弹力)．如：所有做抛体运动的物体(不计阻力)．18②还受其他力，但只有重力(或系统内的弹力)做功其他力不做功．如图甲、乙所示．③有系统的内力做功，但是做功代数和为零，系统机械能守恒．如图丙中拉力对A、对B做功不为零，但代数和为零，AB组成的系统机械能守恒．如图丁所示，A、B间