高中物理 7.8 机械能守恒定律 导学案 新人教版必修2

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1、高中物理必修二78机械能守恒定律导学案一、学习目标1．知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化。2．理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件。3．在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。二、温故知新动能和势能的转化规律（2）沿光滑斜面向下运动的物体：能转化为能（3）竖直上抛的物体，上升时：能转化为能下落时：能转化为能三、自学提纲思考1：动能和势能的相互转化是否存在某种定量关系，遵守什么规律呢？我们下面再看这样一个例子：演示1：如图5．8—1，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验．把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的A

2、点，然后放开，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互转化．我们看到，小球可以摆到跟A点等高的C点，如图5．8—1甲．如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到C点，但摆到另一侧时，也能达到跟A点相同的高度，如图5．8—1乙思考2：在这个小实验中，小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个小实验说明了什么问题?实验证明，小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化．在摆动过程中，小球总能回到原来的高度．可见，总和不变．演示2，如图5．8—2，水平方向的弹簧振子．用弹簧振子演示动能和弹性势能的相互转化思考3：在这个实验中，小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个实验说

3、明了什么?实验证明，小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化．小球在往复运动过程中总能回到原来的位置，可见，总和应该不变．动能、重力势能和弹性势能统称为能．总结：虽然动能不断地变化，势能也不断地变化，它们的变化应该存在一个规律，即总的机械能．四、探究导航单个物体的机械能守恒情境一：如图，质量为m的小球从曲面上滚下，到A点时速度为v1，距地面的高度为h1，到B点时速度为v2，距地面的高度为h2。自学：1、小球的机械能由哪几种能量组成？在A、B两点的机械能分别如何表示？2、此过程中外力对小球做的总功W总和重力做功WG分别如何表示？3、W总和WG是否相等？要使二者相等，应

4、满足什么条件？对话：1、若外力的总功W总与重力做功WG相等，请分析小球在A、B两点的机械能满足什么关系？2、若曲面不光滑，小球的机械能将减少，减少的机械能哪里去了？3、请你总结出小球机械能守恒的条件。在只有做功的物体系统（研究对象是物体和地球组成的系统）内，和发生相互转化，但机械能的总量。同样可以证明：只有弹簧弹力做功的物体系统(研究对象是物体与弹簧组成的系统)内，弹簧的与物体的发生相互转化，但机械能的总量。以弹簧振子为例简要分析，系统的动能和弹性势能的相互转化系统的机械能保持不变结论：（1）机械能守恒定律内容：（2）机械能守恒定律的表达式：______________

5、_______________________________对机械能守恒条件的理解：1．从系统做功的角度看，只有_____或_____做功。包括两种情况：（1）物体只受_____或_____，不受其他的力；（2）物体受重力或弹力以外其它的力，但其它力______功，或其它力所做功代数和为________。请分析以上三个实例：物体从光滑斜面上下滑；悬挂着的小球在竖直面内摆动；水平方向的弹簧振子做往复运动2．从能量转化的角度看，只有系统内________和_______相互转化，无其它形式能量（如内能）之间的转化思考与讨论：一个小球在真空中自由下落，另一个同样的小球在黏性

6、较大的液体中由静止开始下落，它们都由高度为h1的地方下落到高度为h2的地方。在这两种情况下，重力做的功相等吗？重力势能的变化相等吗？动能的变化相等吗？重力势能各转化成什么形式的能?例：把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图），摆长为，最大偏角为θ，如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度是多大？五、随堂小练在下面列举的各个实例中（除a外都不计空气阻力），哪些情况机械能是守恒的？说明理由。①跳伞员带着张开的降落伞在空气中匀速下落②抛出的手榴弹或标枪在空中运动③拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升（图甲）④在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后，又被弹回来

7、（图乙）⑤用细绳拴着一个小球，使小球在竖直面内做圆周运动六、拓展训练物体—物体系统的机械能守恒情境二：如图所示，一根不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b.a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧．自学：松手后b球落地之前，a、b组成的系统机械能守恒吗？你是如何判断的？小球a和小球b的机械能分别如何变化？对话：1、请你列出系统机械能守恒的方程，你能想到哪几种表达形式？2、请你计算出b球落地前瞬时的速度。七、达标检测1、关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是：A、做匀速直线