2019-2020年高中物理 7.8 機械能守恒定律 導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中物理 7.8 機械能守恒定律 導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修2 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.知道什么是機械能,知道物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。 2.理解機械能守恒定律的內(nèi)容,知道它的含義和適用條件。 3.在具體問題中,能判定機械能是否守恒,并能列出機械能守恒的方程式。 二、溫故知新 動能和勢能的轉(zhuǎn)化規(guī)律 (2)沿光滑斜面向下運動的物體: 能轉(zhuǎn)化為 能 (3)豎直上拋的物體 , 上升時: 能轉(zhuǎn)化為 能 下落時: 能轉(zhuǎn)化為 能 三、自學(xué)提綱 思考1:動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化是否存在某種定量關(guān)系,遵守什么規(guī)律呢? 我們下面再看這樣一個例子: 演示1:如圖5.8—1,用細(xì)線、小球、帶有標(biāo)尺的鐵架臺等做實驗.把一個小球用細(xì)線懸掛起來,把小球拉到一定高度的A點,然后放開,小球在擺動過程中,重力勢能和動能相互轉(zhuǎn)化.我們看到,小球可以擺到跟A點等高的C點,如圖5.8—1甲.如果用尺子在某一點擋住細(xì)線,小球雖然不能擺到C點,但擺到另一側(cè)時,也能達(dá)到跟A點相同的高度,如圖5.8—1乙 思考2:在這個小實驗中,小球的受力情況如何?各個力的做功情況如何?這個小實驗說明了什么問題? 實驗證明,小球在擺動過程中重力勢能和動能在不斷轉(zhuǎn)化.在擺動過程中,小球總能回到原來的高度.可見, 總和不變. 演示2,如圖5.8—2,水平方向的彈簧振子.用彈簧振子演示動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化 思考3:在這個實驗中,小球的受力情況如何?各個力的做功情況如何?這個實驗說明了什么? 實驗證明,小球在往復(fù)運動過程中彈性勢能和動能在不斷轉(zhuǎn)化.小球在往復(fù)運動過程中總能回到原來的位置,可見, 總和應(yīng)該不變. 動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為 能. 總結(jié):雖然動能不斷地變化,勢能也不斷地變化,它們的變化應(yīng)該存在一個規(guī)律,即總的機械能 . 四、探究導(dǎo)航 單個物體的機械能守恒 情境一:如圖,質(zhì)量為m的小球從曲面上滾下,到A點時速度為v1,距地面的高度為h1,到B點時速度為v2,距地面的高度為h2。 自學(xué):1、小球的機械能由哪幾種能量組成?在A、B兩點的機械能分別如何表示? 2、此過程中外力對小球做的總功W總和重力做功WG分別如何表示? 3、W總和WG是否相等?要使二者相等,應(yīng)滿足什么條件? 對話:1、若外力的總功W總與重力做功WG相等,請分析小球在A、B兩點的機械能滿足什么關(guān)系? 2、若曲面不光滑,小球的機械能將減少,減少的機械能哪里去了? 3、請你總結(jié)出小球機械能守恒的條件。 在只有 做功的物體系統(tǒng)(研究對象是物體和地球組成的系統(tǒng))內(nèi), 和 發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,但機械能的總量 。 同樣可以證明:只有彈簧彈力做功的物體系統(tǒng)(研究對象是物體與彈簧組成的系統(tǒng))內(nèi),彈簧的 與物體的 發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,但機械能的總量 。 以彈簧振子為例簡要分析,系統(tǒng)的動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化 系統(tǒng)的機械能保持不變 結(jié)論:(1)機械能守恒定律內(nèi)容: (2)機械能守恒定律的表達(dá)式:_____________________ ________________________ 對機械能守恒條件的理解: 1.從系統(tǒng)做功的角度看,只有_____或_____做功。包括兩種情況: (1)物體只受_____或_____,不受其他的力; (2)物體受重力或彈力以外其它的力,但其它力______功,或其它力所做功代數(shù)和為________。 請分析以上三個實例: 物體從光滑斜面上下滑;懸掛著的小球在豎直面內(nèi)擺動;水平方向的彈簧振子做往復(fù)運動 2.從能量轉(zhuǎn)化的角度看,只有系統(tǒng)內(nèi)________和_______相互轉(zhuǎn)化,無其它形式能量(如內(nèi)能)之間的轉(zhuǎn)化 思考與討論:一個小球在真空中自由下落,另一個同樣的小球在黏性較大的液體中由靜止開始下落,它們都由高度為h1的地方下落到高度為h2的地方。在這兩種情況下,重力做的功相等嗎?重力勢能的變化相等嗎?動能的變化相等嗎?重力勢能各轉(zhuǎn)化成什么形式的能? 例:把一個小球用細(xì)繩懸掛起來,就成為一個擺(如圖),擺長為,最大偏角為θ,如果阻力可以忽略,小球運動到最低位置時的速度是多大? 五、隨堂小練 在下面列舉的各個實例中(除a外都不計空氣阻力),哪些情況機械能是守恒的?說明理由。 ①跳傘員帶著張開的降落傘在空氣中勻速下落 ②拋出的手榴彈或標(biāo)槍在空中運動 ③拉著一個物體沿光滑的斜面勻速上升(圖甲) ④在光滑水平面上運動的小球碰到一個彈簧,把彈簧壓縮后,又被彈回來(圖乙) ⑤用細(xì)繩拴著一個小球,使小球在豎直面內(nèi)做圓周運動 六、拓展訓(xùn)練 物體—物體系統(tǒng)的機械能守恒 情境二:如圖所示,一根不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪,繩兩端各系一小球a和b. a球質(zhì)量為m,靜置于地面;b球質(zhì)量為3m,用手托住,高度為h,此時輕繩剛好拉緊. 自學(xué):松手后b球落地之前,a、b組成的系統(tǒng)機械能守恒嗎?你是如何判斷的?小球a和小球b的機械能分別如何變化? 對話:1、請你列出系統(tǒng)機械能守恒的方程,你能想到哪幾種表達(dá)形式? 2、請你計算出b球落地前瞬時的速度。 七、達(dá)標(biāo)檢測 1、關(guān)于物體的機械能是否守恒的敘述,下列說法中正確的是: A、做勻速直線運動的物體,機械能一定守恒; B、做勻速變速直線運動的物體,機械能一定守恒; C、外力對物體所做的功等于0時,機械能一定守恒; D、物體若只有重力做功,機械能一定守恒。 2、如圖所示,桌面高度為h,質(zhì)量為m的小球,從離桌面高H處自由落下,不計空氣阻力,假設(shè)桌面處的重力勢能為零,小球落到地面前的瞬間的機械能應(yīng)為 A、mgh B、mgH C、mg(H+h) D、mg(H-h) 3、如圖所示,輕彈簧一端與墻相連處于自然狀態(tài),質(zhì)量為4kg的木塊沿光滑的水平面以5m/s的速度運動并開始擠壓彈簧,求彈簧的最大彈性勢能及木塊被彈回速度增大到3m/s時彈簧的彈性勢能。 4、將物體由地面豎直上拋,如果不計空氣阻力,物體能夠達(dá)到的最大高度為H,當(dāng)物體在上升過程中的某一位置時,它的動能和重力勢能相同,則這一位置的高度是 A、H B、H C、H D、H 5、如圖所示,AB為一長為L的光滑水平軌道,小球從A點開始做勻速直線運動,然后沖上豎直平面內(nèi)半徑為R的光滑半圓環(huán),到達(dá)最高點C后拋出,最后落回到原來的出發(fā)點A處,如圖所示,試求小球在A點運動的速度為多大? 6、如圖所示,在光滑水平桌面上有一質(zhì)量為M的小車,小車跟繩一端相連,繩子另一端通過滑輪吊一個質(zhì)量為m的磚碼,則當(dāng)砝碼著地的瞬間(小車未離開桌子)小車的速度大小為多大?在這過程中,繩的拉力對小車所做的功為多少? 三、小結(jié) 四、作業(yè):課堂作業(yè)1-11- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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