4．机械能守恒定律 [学习任务] 1．知道什么是机械能，知道动能和势能是可以相互转化的。 2．掌握推导机械能守恒定律的方法。 3．掌握机械能守恒定律的内容，理解守恒条件。 4．掌握运用机械能守恒定律解决问题的方法。 [问题初探] 问题1．只有重力做功，什么能量在相互转化？ 问题2．只有弹簧弹力做功，什么能量在相互转化？ 问题3．机械能守恒定律内容是什么？ [自我感知] 经过你认真的预习，结合你对本节课的理解和认识，请画出本节课的知识逻辑体系。 追寻守恒量 机械能守恒定律 1．伽利略的斜面实验探究(如图所示) (1)过程：将小球由斜面A上某位置由_____释放，小球运动到斜面B上。 (2)实验现象：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于它开始运动时的_____，不会更高一点，也不会更低一点。 (3)实验结论：这说明某种“东西”在小球的运动过程中是_____。在物理学上我们把这个不变量叫作能量或者能。 2．动能与势能的相互转化 (1)重力势能与动能：只有重力做功时，若重力对物体做正功，则物体的重力势能_____，动能_____，_____转化成了动能；若重力做负功，则物体的重力势能增加，动能减少，_____转化为_____。 (2)弹性势能与动能：只有弹簧弹力做功时，若弹力做正功，则弹簧弹性势能_____，物体的动能_____，弹性势能转化为动能；若弹力做负功，则弹性势能增加，物体的动能减少，动能转化为弹性势能。 (3)机械能：_____、弹性势能和_____都是机械运动中的能量形式，统称为机械能。 3．机械能守恒定律 (1)内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以_____，而总的机械能_____。 (2)表达式： ①Ek2－Ek1＝_____，即ΔEk增＝_____。 ②Ek2＋Ep2＝_____。 ③E2＝_____。 (3)守恒条件：物体系统内只有_____或_____做功。 如图所示，过山车由高处在关闭发动机的情况下飞奔而下 (忽略轨道的阻力和其他阻力) 。 【问题】 (1)过山车下滑时，过山车受哪些力作用？各做什么功？ _____ _____ (2)过山车下滑时，动能和势能怎么变化？ _____ _____ (3)过山车下滑过程中动能与势能的和怎样变化？ _____ _____ 1．动能与势能的相互转化 (1)只有重力做功，只发生动能和重力势能的相互转化。 (2)只有弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化。 (3)物体既受重力，又受弹力，重力和弹力都做功，发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化。 2．判断机械能守恒的方法 (1)做功分析法(常用于单个物体) (2)能量分析法(常用于多个物体组成的系统) 【微提醒】 机械能守恒的条件不是合力做的功等于零，也不是合力等于零。 动能与势能的相互转化 【典例1】 (动能与势能)(多选)关于奥运会比赛项目撑竿跳高中的有关情境，下列说法正确的是( ) A．加速助跑过程中，运动员的动能增加 B．起跳上升过程中，竿的弹性势能一直增加 C．起跳上升过程中，运动员的重力势能增加 D．越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少，动能增加 [听课记录]_____ _____ _____ 机械能守恒的判断 【典例2】 (选自教科版教材·机械能守恒的判断)(多选)下列叙述正确的是( ) A．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B．做匀变速直线运动的物体机械能可能不守恒 C．合力对物体做功为零，物体的机械能一定守恒 D．系统内只有重力和弹力做功时，系统的机械能一定守恒 [听课记录]_____ _____ _____ 【典例3】 (选自教科版教材·机械能守恒的判断)(多选)“神舟”载人飞船在发射至返回的过程中，以下哪些阶段中返回舱(与地球组成的系统)的机械能是守恒的( ) A．飞船升空的阶段 B．飞船绕地球在椭圆轨道上的运行阶段 C．返回舱在大气层以外向着地球做无动力飞行的阶段 D．降落伞张开后，返回舱下降的阶段 [听课记录]_____ ____ ... ...
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