1、承德实验中学高一年级 (必修二第七章)导学案班级: ;小组: ;姓名: ;评价: ;课 题7.8 机械能守恒定律课型新授课课时2主备人裴显强、张丽俠审核人麻智慧时间学习目标1. 知道机械能的概念,能确定机械能的大小。2. 会正确推导自由落体运动、竖直上抛的上升过程中的机械能守恒定律。3. 掌握机械能守恒定律,知道它的含义和适用条件。4. 在具体问题中,能判断机械能是否守恒,并能列出机械能守恒方程式。5初步掌握用机械能守恒定律解决力学问题。重点难点学习重点 1、机械能守恒的条件2、在具体的问题中能判定机械能是否守恒,并能列出数学表达式学习难点 1、判断机械能是否守恒2、灵活运用机械能守恒定律解决
2、问题方 法通过探究、总结,掌握科学研究方法一、 探知部分(学生独立完成) 新课预习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,物体的重力势能_,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。物体原来具有的_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_转化为物体的_。(4)重力势能、弹性势能和动能统称为_。通过重力或弹力做功,不同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:如图所示,物体沿光滑曲面下滑,某时刻处于位置A时,它的动
3、能为Ek1,重力势能为Ep1,总机械能E1= _,运动到位置B时,它的动能是Ek2,重力势能为Ep2,总机械能是E2= _,由动能定理知,由A到B的过程中,重力所做的功W= Ep1- Ep2,由重力的功与重力势能的关系知W= _,所以有Ek2-Ek1=Ep1-Ep2,即Ek1+Ep1=Ek2+Ep2。(2)内容:在只有_或_做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的_保持_,这叫做_。二、 研究部分(小组合作、交流 ) AP探究一:动能和势能是如何相互转化?1、如图所示,一个用细线悬挂着的小球从A点开始摆动。记住它向右能够达到的最大高度。然后用一把直尺在P点挡住悬线,看看这种情况下小球所
4、能达到的最大高度。这个小实验中,小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?如果从能量的角度分析这个现象,你认为实验说明了什么?2、动能不仅可以为与重力势能相互转化,还可以与弹性势能相互转化,举例简要说明转化过程。探究二:什么叫机械能守恒定律?1、物体沿光滑曲面滑下,只有重力对物体做功。用我们学过的动能定理以及重力的功和重力势能的关系,推导出物体在A处的机械能和B处的机械能的关系。小结:在只有_或_ 做功的物体系统内,_和_可以相互转化,而总的 保持不变。同样可以证明,在只有弹力做功的物体系统内,动能和弹性势能可以互相转化,总的机械能也保持不变。2、机械能守恒定律 :在只有_或_做功的物体系统内
5、,动能与势能可以相互转化,而总的_保持_,这叫做_。3、机械能守恒定律表达式Ek1+Ep1= Ek2+Ep2。 或者:E1=E1或者Ek=-Ep探究三:机械能守恒的条件是什么?如何判断机械能是否守恒?例1、如图,一物体从光滑的曲面下滑,物体受到几个力?这几个力中有哪些力做功? 是否符合机械能守恒条件? 小结:用做功来判断:分析物体或物体受力情况(包括内力和外力),明确各力做功的情况,若对物体或系统只有 _或_做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和_,则机械能守恒;例2、如图所示,质量不计的轻杆一端安装在水平轴O上,杆的中央和另一端分别固定一个质量均为m的小球A和B(可以当做质点),杆长为L,
6、将轻杆从静止开始释放,不计空气阻力.当轻杆通过竖直位置时,求:小球A、B的速度各是多少?小结:用能量转化来判定:若物体系中只有_和_的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则物体系机械能守恒.三、 应用部分( 展示、评价) 1、下列物体中,机械能守恒的是( )A.做自由落体运动的物体 B.被匀速吊起的集装箱C.光滑曲面上自由运动的物体 D.物体以的加速度竖直向上做匀减速运动2、如图所示,桌面的高度为h,质量为m的小球从离桌面高为H的地方自由下落,不计空气阻力,假设桌面处的重力势能为零,则小球落地之前的瞬间的机械能为( )A.mgh B.mgH C.mg(H+h) D.mg(H-h)3、以10
7、m/s的初速度从10m高的塔上抛出一颗石子,石子落地时速度大小是多少?(不计空气阻力,g取10m/s2)v=17m/s4、把一个小球用细线悬挂起来,就成为一个摆,摆长为l,最大摆角为,重力加速度为g,小球运动到最低位置时的速度是多大? V=(2gl(1-cos)1/25、在高为H的平台上,将一个质量为m的物体以速率v0水平抛出,不计空气阻力,当它运动到平台下方h处时具有的动能是多少?E=mv2 +mgh 四、巩固部分(学生独立完成,教师批阅、点评、追踪训练)1下列说法中,正确的是( ) A机械能守恒时,物体一定不受阻力。 B机械能守恒时,物体一定只受重力和弹力作用。 C物体处于平衡状态时,机械
8、能必守恒。 D物体所受的外力不等于零,其机械能也可以守恒。2如图所示,距地面h高处以初速度Vo沿水平方向抛出一个物体,不计空气阻力,物体在下落过程中,下列说法正确的是( ) A物体在c点比a点具有的机械能大。 B物体在a点比c点具有的动能大。 C物体在a、b、c三点具有的动能一样大。 D物体在a、b、c三点具有的机械能相等。3从离地面h高处以初速v0,分别向水平方向、竖直向上、竖直向下抛出a,b,c三个质量相同的小球,则它们( ) A落地时的动能相同 B落地时的动能大小是EkcEkaEkb C落地时重力势能的减少量相同 D在运动过程中任一位置上的机械能都相同。4自由落下的小球,从接触竖直放要的
9、弹簧开始到弹簧被压缩到最大形变的过程中,下列说法中正确的是( ) A小球的动能逐渐减小。 B小球的重力势能逐渐减小。 C系统的机械能逐渐减小。 D.系统的机械能保持不变。5如图所示,从高H的平台上,以初速度vO抛出一个质量为m的小球,当它落到抛出点下方h处时的动能为( )A1/2mv02+mgH B1/2mv02+mgh CmgH-mgh D1/2mv02+mg(H-h)6有一斜轨道AB与同材料的l4圆周轨道BC圆滑相接,数据如图所示,D点在C点的正上方,距地面高度为3R,现让一个小滑块从D点自由下落,沿轨道刚好能滑动到A点,则它再从A点沿轨道自由滑下,能上升到的距地面最大高度是(不计空气阻力) ( ) AR B2R C在0与R之间 D在R与2R之间7质量为O5kg的物体作自由落体运动,下落ls后,物体的动能为_J,重力势能减少_J,在此过程中,物体的机械能_(填:守恒或不守恒)。8一根全长为1、粗细均匀的铁链,对称地挂在轻小光滑的定滑轮上,如图所示,受到轻微的扰动后,铁链开始滑动,当铁链脱离滑轮瞬间铁链速度大小为多少?