1、 第四章 机械能和能源 第5节机械能守恒定律【课程目标】 知道能量守恒是最普遍、最基本的自然规律之一；用机械能守恒定律解决实际问题学习目标：1. 了解动能和势能的相互转化；理解机械能守恒定律及其表达式；理解机械能守恒的条件2自主学习，合作探究，能利用机械能守恒定律解决相关问题3全力投入，积极思考，培养严谨的科学态度和正确价值观重、难点：用机械能守恒定律解决生活和生产中的实际问题课前预习案一、动能和势能的转化(忽略空气阻力）(1)自行车下坡时，重力势能 （增大、减小），动能 （增大、减小）； 能转化为 能。(2)荡秋千过程中，向上摆动时，动能 ，重力势能 ；向下摆动时，动能 ，重力势能 。(3)
2、撑竿跳高过程中，脱离杆之前，动能、重力势能、 能在相互转化；脱离杆后，只有 能和 能在相互转化。二、重力或弹力做功决定动能和势能的相互转化重力或弹力做正功时， 能向 能转化，做负功时， 能向 能转化。三、 机械能守恒定律内容及表达式：（ 能与 能的总和叫物体的机械能）内容：在只有 的物体系统内，动能和势能会发生 ，但机械能的总量 。表达式：(1)E1E2 ； (2)Ep1Ek1 ； (3)Ek2Ek1 即Ek增Ep减我的疑惑 请将预习中不能解决的问题写下来，供课堂解决。 课内探究案探究点一：推导机械能守恒定律问题1. 设想质量为m物体做抛体运动（不计空气阻力），如图。在高度分别为h1、h2的A
3、、B处速度分别为v1、V2。取地面为参考面。物体在A位置的机械能EA ；在B位置的机械能EB物体从A到B过程中只有 力做功，由动能定理有： = ；结论：EA EB针对训练1. 如图，质量为m的小球以速度v0离开桌面，若以桌面为零势能面，则以下说法正确的是()A小球在P点的势能为mgh B小球在P点的势能为mg(Hh)C小球在P点的机械能为mv/2 D小球由O到P的过程中，动能增大，重力势能减小探究点二：机械能守恒定律的应用问题2.机械能守恒的条件如图，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是()A甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，系统机械能守恒 B乙图中，物体B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下
4、滑时，机械能守恒C丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升的过程中，A、B组成的系统机械能守恒D丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，机械能守恒针对训练2.如图，一轻质弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力。在重物从A点摆向最低点B的过程中，下列说法中正确的是()A. 重物的重力势能减小 B重物的重力势能增大 C. 重物的机械能不变 D重物的机械能减小总结：机械能是否守恒的判断方法(1)从机械能的定义来理解：分析动能与势能之和是否保持恒定不变(2)从能量转化的角度理解：系统内只有 能和 能相互转化，无
5、其他形式能量（如电能、内能等）与机械能之间相互转化，则系统机械能守恒。(3)从力做功来理解：只有 力和系统内的 力做功，则机械能守恒。具体表现在：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)，机械能守恒还受其他力，但只有 力(或系统内的 力)做功，其他力不做功，机械能守恒。如图甲中的单摆运动、乙图中小球沿固定光滑曲面下滑。有系统的内力做功，但是做功代数和为 ，系统机械能守恒。如图甲中拉力对A做 功，拉力对B做 功，但代数和为 ，AB系统机械能守恒。如图乙所示，设A、B间及B与水平面之间均光滑，A自B的上端自由下滑时，B沿地面滑动，A、B之间的弹力做功，对A和B机械能均不守恒，但对A、B组成的系统机械能守恒。 问题3.机械能守恒定律的计算 如图，物体以某一竖直初速度从A点开始向下在光滑竖直平面内的轨道中运动，不计空气阻力，若物体过半径为R的半圆形轨道最低点B时的速度为3，求：(1)物体在A点时的初速度大小。 (2)物体离开C点后还能上升多高？针对训练3. 直立轻弹簧下端固定于水平面上，将质量为m的物体A从离弹簧顶端正上方h高处由静止释放，当物体A下降到最低点P时弹簧的压缩量为x0；若将质量为2m的物体B从离弹簧顶端正上方h高处由静止释放，当物体B下降到P处时，其速度为 ( ) A.B. C. D.