2019-2020年高中物理 第七章第八节《机械能守恒定律》导学案 新人教版必修2.doc

第七章第八节 机械能守恒定律2019-2020年高中物理 第七章第八节机械能守恒定律导学案 新人教版必修2【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会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，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。【教学重点】1掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容；2在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。【教学难点】1从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件；2能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒，能正确分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。【知识链结】1、动能定理的表达式: 2、机械能包括 和 ，物体自由下落 能转化成 能。【学法指导】演绎推导法、分析归纳法、交流讨论法。【学习过程】一、动能与势能的相互转化演示实验：如图所示，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验。钢球用细绳悬起，请一同学靠近，将钢球偏至同学鼻子处释放，摆回时，观察该同学反应。乙甲ABCA问题：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？实验结论：二、机械能守恒定律提出研究方法：在探究物理规律时，应该是由简单到复杂，逐步深入，先对简单的物理现象进行探究，然后加以推广深化。在动能与势能转化的情景中，自由落体（只受重力）应该是比较简单的。1、只受重力作用分析设下落过程中经过高度h1的A点速度v1，高度h2的B点时速度为v2，由同学用学习过的知识（牛顿定律或动能定理），分析下落过程中A、B两位置的机械能之间的数量关系。A点到B点，从动能定理知道：h1h2ABv1v2WG= 由重力做功和重力势能变化的关系有 WG= 得到 移项后，得 即 引导学生讨论式的含义是什么？式的含义又是什么？2、只有重力做功分析上述结论是在运动过程只受重力作用的时候得到的，如果物体是沿光滑斜面下滑，上述结论成立吗？（由同学推导，分析）如果物体沿光滑曲面滑下，怎么分析？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相互转化，总的机械能也保持不变。结论： 进一步分析：摆球摆动过程受重力与细线拉力，拉力方向始终与运动方向垂直，不做功，则上式推导过程及结论都相同。3、机械能守恒条件，归纳结论条件： 公式： 4、分析书本中的思考与讨论：一小球在真空中下落，有一质量相同的小球在粘滞性较大的液体中匀速下落，它们都因高度为h1的地方下落到h2的地方，在两种情况下，重力所做的功相等吗？重力势能各转化为什么形式的能？机械能守恒吗？例题分析：例1：分析下列情况下机械能是否守恒？A跳伞运动员从空中匀速下落过程B物体以8m/s2在空中下落过程 C物体作平抛运动过程D物体在细线拉力作用下沿光滑斜面上滑过程例2：把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图），摆长为l ,最大偏角为。如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度是多大？ 【学习小结】：【巩固检测】：1、（A级）关于机械能守恒的叙述，下列说法中正确的（ ）A 做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B 做变速运动的物体机械能可能守恒C 外力对物体做功为零，则物体的机械能守恒D 若只有重力对物体做功，则物体的机械能守恒2、（A级）从离地高为H的阳台上以速度v竖直向上抛出质量为m的物体，它上升 h后又返回下落，最后落在地面上，则下列说法中正确的是（不计空气阻力，以地面为参考面）（ ）A、物体在最高点时机械能为mg(H+h)B、物体落地时的机械能为mg(H+h)+ C、物体落地时的机械能为mgH+D、物体在落回过程中，过阳台时的机械能为mgH+Hh3、（A级）如图所示，桌面高度为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为：（ ）A、mgh； B、mgH；C、mg(H+h)； D、mg(H-h)。4、（B级）一个人站在阳台上，以相同的速度V0分别把三个小球竖直上抛，竖直下抛，水平抛出，不计空气阻力，关于三球落地的速率下列说法中正确的是A 上抛球最大 B下抛球最大C 平抛球最大 D 三个球一样大5、（B）、如图圆弧轨道AB是竖直平面内的1/4圆周，圆弧半径为R，在B点轨道的切线是水平的。一质点自A点从静止开始下滑，不计滑块与轨道间的摩擦和空气阻力，则质点到达B点时的速度大小为，B点到水平面的竖直高度为h，则质点运动的水平距离是 。 第5题图 第6题图6、（C级）小钢球质量为M，沿光滑的轨道 由静止滑下，如图所示，圆形轨道的半径为R，要使小球沿光滑圆轨道恰好能通过最高点，物体应从离轨道最底点多高的地方开始滑下？【目标反思】：