高中物理《机械能守恒定律》学案7 新人教版必修2.doc

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1、机械能守恒定律●概念篇【例1】试证明：一物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒.分析：本题可以分别运用牛顿运动定律结合直线运动的规律、动能定理两种方法来进行证明.证明：方法一：运用牛顿运动定律结合直线运动的规律进行证明如图7－6－3所示，设物体m在倾角为θ的光滑斜面上，从h1高处以速度v1下滑.至h2高处时，速度为v2.图7－6－3因为E1=mgh1+mv12E2=mgh2+mv22物体下滑时：a=mgsinθ/m=gsinθ由s=得：v22=v12+2gsinθ·=v12+2g（h1－h2）所以E2=mgh2+m（v12

2、+2gh1－2gh2）=mgh1+mv12=E1即机械能守恒.方法二：运用动能定理进行证明据ΣW=ΔEk得mg（h1－h2）=mv22－mv12所以mgh2+mv22=mv12+mgh1即E2=E1故一物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒.点拨：近几年高考试题加强了对论述能力的考查，目前主要体现为对推导论证的考查.特别是去年很多地方的高考试卷中都增加了推导证明题.证明题的解答，要求学生能清晰地理解物理概念并准确表达，叙述应有较强的逻辑性与条理性，而且特别要注意常用公式中的符号物理意义.因此，我们平时应该加强对物理问题的表

3、述、论证能力的练习.【例2】质量m=32kg的木块，由静止开始沿倾角为30°的斜面加速下滑8m的路程，速度为8m/s.在木块沿斜面下滑的过程中A.机械能守恒B.机械能减少C.机械能增加D.条件不足，无法确定分析：由运动学公式v2－v02=2as不难求得木块沿斜面下滑的加速度a=4m/s2，小于a0=gsin30°=5m/s2.说明木块与斜面之间有摩擦力对物体做负功，物体的机械能减少，因此本题答案为B.答案：B点拨：判断机械能是否守恒，首先要分析物体的受力情况，但物体的受力有时是隐含的，需要通过计算等方法进行推理判断.【例

4、3】下列说法中正确的是A.物体做匀速运动时，机械能一定守恒B.物体所受合力做功为零时，机械能一定守恒C.物体所受合力不等于零时，机械能可能守恒D.物体所受的合力等于零时，机械能一定守恒分析：物体做匀速运动时，受到的合力为零，动能不变，但势能未必不变，例如物体匀速上升时重力势能就增加，所以A、D选项错误；由动能定理可知，物体所受合力功为零时，其动能不变，势能可能发生变化，例如物体匀速上升，则B选项错误；物体所受合力不等于零，并不排除只有重力或弹力的作用，例如自由落体运动，如不考虑空气的阻力，则机械能守恒，C选项正确.可见本

5、题答案为C.答案：C点拨：判断物体的机械能是否守恒，中学阶段一般从四个方面入手：（1）利用守恒定律来判定：看系统的动能和势能之和有无变化.（2）从力和做功的角度来判定：看系统是否只有重力和弹力做功，如有其他力，这些其他力是否不做功或做的总功为零.（3）从能量的角度来判定：看系统内除动能、重力势能和弹性势能相互转化之外，有无其他形式的能（如内能、光能、电能等）的转化.（4）利用特例进行判定.利用自由落体、平抛、匀速运动、匀速圆周运动等特例辅助判定.【例4】一个摆长为l的单摆，最大偏角为θ（如图7－6－4所示），求单摆在最低

6、点位置的速度.图7－6－4分析：本题用中学阶段曲线运动的有关知识根本无法求解，但是用机械能守恒定律却可以轻松解答.解答：选最低点为零势能点.设摆球在最高点为状态1，机械能为E1；最低点为状态2，机械能为E2；则E1=Ek1+Ep1=mgl（1－cosθ）E2=Ep2+Ek2=mv2因为只有重力做功，所以机械能守恒E1=E2联立以上三式可以解得摆球在最低点的速度v=.点拨：此题的解法虽然十分简单，但它的解题步骤还是体现了机械能守恒定律题型的解题模式.但若不熟悉这一解题模式，而用运动学进行计算，就得考虑过程的受力、加速度和路

7、径等问题，而且还要用到高等数学，可以说是十分繁杂的，高中阶段学生是得不出结论的.而用机械能守恒解题，因为只涉及开始状态和终了状态的机械能，不涉及中间过程的细节，因此用它来处理问题当然相当简便.【例5】如图7－6－5所示，用轻绳跨过定滑轮悬挂质量为m1、m2两个物体，已知m1>m2.若滑轮质量及一切摩擦都不计，系统由静止开始运动的过程中图7－6－5A.m1、m2各自的机械能守恒B.m2减少的机械能等于m1增加的重力势能C.m2减少的重力势能等于m1增加的重力势能D.m1、m2的机械能之和保持不变分析：把m1、m2看成一个系

8、统，两物体机械能之和保持不变是显而易见的，但就每个物体而言，绳子的拉力都对其做功，机械能一定发生变化，选项A是错误的；连接m1、m2两物体的绳子的拉力，对m1做的正功与对m2做的负功大小相等，由功能关系可以知道，m1增加的机械能与m2减少的机械能是相等的，则B是错误的；由于m1>m2，m2下降的高度与m1上升的高度相