课堂新坐标2016_2017学年高中物理第2章能的转化和守恒第3节能量守恒定律第4节能源与可持续发展教师用书鲁科版

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1、第3节　能量守恒定律第4节　能源与可持续发展学习目标知识脉络1.理解机械能守恒定律的内容、条件、公式，会应用机械能守恒定律解决实际问题．(重点、难点)2．知道能量守恒定律，能应用能量守恒定律分析能的转化现象．(重点)3．了解能量转化和转移的方向性，了解能源开发和可持续发展的意义.机械能守恒定律1．机械能物体的动能和势能之和叫机械能．2．机械能守恒定律(1)内容：在只有重力做功的情况下，物体的动能与势能可以发生相互转化，但机械能的总量保持不变．(2)适用条件：只有重力做功．(3)表达式：Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1或mv＋mgh2＝mv＋mgh1.1．合力

2、为零，物体的机械能一定守恒．(×)2．合力做功为零，物体的机械能一定守恒．(×)3．只有重力做功，物体的机械能一定守恒．(√)如图2－3－1所示，大型的过山车在轨道上翻转而过．过山车从最低点到达最高点时，动能和势能怎样变化？忽略轨道和空气阻力，机械能是否守恒？图2－3－1　【提示】　动能减少，重力势能增加，忽略轨道和空气阻力，过山车机械能守恒．探讨1：请同学想一想，小桶如图2－3－2由静止释放，返回来会不会碰到额头？图2－3－2【提示】　不会．因机械能守恒，摆回时的高度不会超过原来的高度．探讨2：质量为m的小球，以速度v斜向上抛离高为H的桌面．如图2－3－

3、3，经过A点时所具有的机械能是多少？(以桌面为零势能面，不计空气阻力)图2－3－3【提示】　以桌面为零势能面，小球在抛出点的机械能为mv2，由于机械能守恒，故在A点的机械能为mv2.1．机械能守恒的判断(1)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重力或弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则机械能守恒．(2)用能量转化来判定：若系统中只有动能和势能的相互转化，无机械能与其他形式能的转化，则系统机械能守恒．2．表达式及特点表达式特点Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或E初＝E末(从不同状态看)即

4、初状态的机械能等于末状态的机械能Ek2－Ek1＝Ep1－Ep2或ΔEk＝－ΔEp(从转化角度看)即过程中动能的增加量等于势能的减少量EA2－EA1＝EB1－EB2或ΔEA＝－ΔEB(从转移角度看)即系统只有A、B两物体时，A增加的机械能等于B减少的机械能3．应用机械能守恒定律解题的一般步骤(1)正确选取研究对象(物体或系统)，确定研究过程；(2)进行受力分析，考查守恒条件；(3)选取零势能平面，确定初、末状态机械能；(4)运用守恒定律，列出方程求解．1．在物体自由下落的过程中，下列说法正确的是(　　)【导学号：01360055】A．动能增大，势能减小，机械

5、能增大B．动能减小，势能增大，机械能不变C．动能增大，势能减小，机械能不变D．动能不变，势能减小，机械能减小【解析】　在自由下落过程中，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能不断减小，动能不断增大，选项C正确．【答案】　C2．一个质量为m的滑块，以初速度v0沿光滑斜面向上滑行，当滑块从斜面底端滑到高为h的地方时，以斜面底端为参考平面，滑块的机械能是(　　)A.mvB．mghC.mv＋mghD.mv－mgh【解析】　在整个过程中，只有重力做功，机械能守恒，总量都是mv，因在高度h处，速度可能不为零，所以B项错误；C、D也错误．【答案】　A3.(2016·南

6、平高一检测)如图2－3－4所示，质量m＝70kg的运动员以10m/s的速度，从高h＝10m的滑雪场上A点沿斜坡自由滑下，一切阻力可忽略不计，以B点所在的水平面为参考平面，g取10m/s2，求：【导学号：01360056】(1)运动员在A点时的机械能；(2)运动员到达最低点B时的速度大小；(3)若运动员继续沿斜坡向上运动，他能到达的最大高度．图2－3－4【解析】　(1)EA＝mv＋mgh＝10500J.(2)由机械能守恒得mv＝mv＋mgh所以vB＝10m/s.(3)由机械能守恒得mgH＝mv＋mgh得H＝15m.【答案】　(1)10500J　(2)10m/

7、s　(3)15m1．无论直线运动还是曲线运动，机械能守恒定律都可应用，且仅需考虑始、末状态，而不必考虑所经历的过程．2．能用机械能守恒定律求解的，一定能用动能定理求解，但满足守恒条件时，应用机械能守恒定律更方便．能量守恒定律1．能量的转化自然界存在着各种不同形式的能量—机械能(动能和势能)、内能、电能、化学能、核能等，各种不同形式的能量可以相互转化．2．能量守恒定律能量既不能凭空产生，也不能凭空消失．它只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变，这就是能量守恒定律．它是自然界最普遍、最基本的规律之一．1

8、．自然界中的任何变化过程都满足能量守恒．(√)2．永动机不可能制成