4.5.1 机械能守恒定律（练习+学案）—2020-2021学年教科版高中物理必修二

4.5.1 机械能守恒定律 教学目标：1.知道机械能的各种形式.2.能够分析动能与势能（包括弹性势能）之间的相互转化问题.3.知道机械能守恒的条件，写出机械能守恒定律的表达式.4.判断机械能是否守恒，运用机械能守恒定律解决有关问题. 教学重点：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：从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件 【自主学习】 1、机械能定义： 能、 势能、 势能的统称。 2、机械能守恒定律内容： 。 3、机械能守恒定律表达式为： （1） + ＝ + 表示物体在初始状态的机械能和在末状态的机械能相等. （2） ＝ 表示物体动能的增加等于势能的减少或者物体势能的增加等于动能的减少. 4、机械能守恒的条件 ①只有 对物体 。 说明：只有重力做功与物体只受重力不同。所谓只有重力做功，包括两种情况 a．物体只受重力，不受其他的力； b．物体除重力外还受其他的力，但其他力不做功。 ②只有 力做功条件下，弹簧和物体组成的系统的机械能守恒 综上所述，机械能守恒的条件是： 。 5、附加说明：若除了重力和弹簧弹力以外的其它力对物体 ①做正功，物体的机械能 ；②做负功，物体的机械能 。 【交流讨论】机械能守恒和机械能不变时同一个意思吗？ 【成果展示】展示学生交流讨论成果 【教师执导】教师引导、点拨、辨析、梳理，阐释内涵与外延等（略） 【学以致用】 考点一　机械能守恒的条件 【例1】如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是 (　　)． A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒 B．乙图中，在大小等于摩擦力的拉力下沿斜面下滑时，物体B机械能守恒 C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成的系统机械能守恒 D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒 【变式1】下列关于机械能是否守恒的叙述中正确的是(　　) A．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B．做曲线运动的物体机械能可能守恒 C．外力对物体做功为零时，机械能一定守恒 D．除重力外，其他力均不做功，物体的机械能守恒 考点二　机械能守恒定律的应用 【例2】如图所示，从h高处以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的小球．若取抛出处物体的重力势能为零，不计空气阻力，则物体着地时的机械能为 (　　) A．mgh　　　　　 B．mgh＋mv C.mv　　　　 D.mv－mgh 【变式1】一个人站在阳台上，以相同的速率v0，分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的速率(　　) A．上抛球最大 B．下抛球最大 C．平抛球最大 D．三球一样大 【变式2】如图所示，一固定在地面上的光滑斜面的顶端固定有一轻弹簧，地面上质量为m的物块(可视为质点)向右滑行并冲上斜面．设物块在斜面最低点A的速率为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则物块运动到C点时弹簧的弹性势能为(　　) A．mgh B．mgh＋mv2 C．mgh－mv2 D．mv2－mgh 考点三　系统机械能守恒 【例3】如图所示，A物体用板托着，离地高度h=4.0m，轻质细绳通过光滑定滑轮与A、B相连，绳子处于绷直状态。已知A物体质量M=3.0kg，B物体质量m=2.0kg，现将板抽走，A将拉动B上升，设A着地后不反弹，B上升过程中不会碰到定滑轮，g取10m/s2。求： (1)A着地时，B的速度大小； (2)B物体在上升过程中离地面的最大高度。 【变式1】如图所示，在倾角为α＝30°的光滑斜面上通过滑轮连接着质量mA＝mB＝10 kg的两个物体A和B，开始时物体A固定在离地高h＝5 m的地方，物体B位于斜面底端，静止释放物体A后，求： (1)物体A即将着地时A的动能． (2)物体B离开斜面底端的最远距离．(g＝10 m/s2) 参考答案 【自主学习】 1、动能、重力势能、弹性势能。 2、在只有重力或弹力做功的物体系统内， ... ...