高中生物一輪復習教案
發(fā)表時間:2021-04-01高考物理第一輪總復習機械能守恒定律的應用教案34。
機械能守恒定律的應用
知識簡析
一、應用機械能守恒定律解題的基本步驟
(1)根據(jù)題意選取研究對象(物體或系統(tǒng)).
(2)明確研究對象的運動過程,分析對象在過程中的受力情況,弄清各力做功的情況,判斷機械能是否守恒.
(3)恰當?shù)剡x取零勢面,確定研究對象在過程中的始態(tài)和末態(tài)的機械能.
(4)根據(jù)機械能守恒定律的不同表達式列式方程,若選用了增(減)量表達式,(3)就應成為確定過程中,動能、勢能在過程中的增減量或各部分機械能在過程中的增減量來列方程進行求解.
規(guī)律方法1、機械能守恒定律與圓周運動結合
物體在繩、桿、軌道約束的情況下在豎直平面內做圓周運動,往往伴隨著動能,勢能的相互轉化,若機械能守恒,即可根據(jù)機械能守恒去求解物體在運動中經(jīng)過某位里時的速度,再結合圓周運動、牛頓定律可求解相關的運動學、動力學的量.
2、機械能守恒定律的靈活運用
功能問題的綜合應用
知識簡析一、功能關系
1.能是物體做功的本領.也就是說是做功的根源.功是能量轉化的量度.究竟有多少能量發(fā)生了轉化,用功來量度,二者有根本的區(qū)別,功是過程量,能是狀態(tài)量.
2.我們在處理問題時可以從能量變化來求功,也可以從物體做功的多少來求能量的變化.不同形式的能在轉化過程中是守恒的.
3、功和能量的轉化關系
①合外力對物體所做的功等于物體動能的增量.W合=Ek2一Ek1(動能定理)
②只有重力做功(或彈簧的彈力)做功,物體的動能和勢能相互轉化,物體的機械能守恒。
③重力功是重力勢能變化的量度,即WG=-ΔEP重=一(EP末一EP初)=EP初一EP末
④彈力功是彈性勢能變化的量度,即:W彈=一△EP彈=一(EP末一EP初)=EP初一EP末
⑤除了重力,彈力以外的其他力做功是物體機械能變化的量度,即:W其他=E末一E初
⑥一對滑動摩擦力對系統(tǒng)做總功是系統(tǒng)機械能轉化為內能的量度,即:fS相=Q
⑦電場力功是電勢能變化的量度,即:WE=qU=一ΔE=-(E末一E初)=E初一E末
⑧分子力功是分子勢能變化的量度
4、對繩子突然繃緊,物體間非彈性碰撞等除題目特別說明,必定有機械能損失,碰撞后兩物體粘在一起的過程中一定有機械能損失。
二、能的轉化和守恒
能量既不能憑空產(chǎn)生,也不能憑空消失,它只能從一種形式的能轉化為另一種形式的能,或者從一個物體轉移到另一個物體,能的總量保持不變。
1.應用能量守恒定律的兩條思路:
(1)某種形式的能的減少量,一定等于其他形式能的增加量.
(2)某物體能量的減少量,一定等于其他物體能量的增加量.
2.摩擦力做功的過程能量轉化的情況
(1)靜摩擦力做功的特點
①靜摩擦力可以做正功,也可以做負功還可能不做功.
②在靜摩擦力做功的過程中,只有機械能從一個物體轉移到另一個物體(靜摩擦力起著傳送機械能的作用),而沒有機械能轉化為其他形式的能量.
③相互摩擦的系統(tǒng),一對靜摩擦力所做功的代數(shù)和總等于零.
(2)滑動摩擦力做功的特點:
①滑動摩擦力可以做正功,也可以對物體做負功,還可以不做功
(如相對運動的兩物體之一對地面靜止,則滑動摩擦力對該物不做功).
②在相互摩擦的物體系統(tǒng)中,一對相互作用的滑動摩擦力,對物體系統(tǒng)所做總功的多少與路徑有關,
其值是負值,等于摩擦力與相對路程的積,即Wf=f滑S相對
表示物體系統(tǒng)損失機械能克服了摩擦力做功,ΔE損=f滑S相對=Q(摩擦生熱).
③一對滑動摩擦力做功的過程,能量的轉化和轉移的情況:
一是相互摩擦的物體通過摩擦力做功將部分機械能轉移另一個物體上,
二是部分機械能轉化為內能,此部分能量就是系統(tǒng)機械能的損失量.
通過解答此題一定要理解“摩擦生熱”指的是滑動摩擦“生熱,在相對滑動的過程中,通過摩擦力對系統(tǒng)做功來求解必須求出摩擦力在相對路程上的功
3.用能量守恒定律解題的步驟
①確定研究的對象和范圍,分析在研究的過程中有多少種不同形式的能(包括動能、勢能、內能、電能等)發(fā)生變化.
②找出減少的能并求總的減少量ΔE減,找出增加的能并求總的增加量ΔE增
③由能量守恒列式,ΔE減=ΔE增。
④代入已知條件求解.
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高考物理第一輪勢能、機械能守恒定律專項復習
6.8勢能機械能守恒定律習題課
基礎題:
1.下列關于物體機械能守恒的說法中,正確的是()
A.做勻速運動的物體,其機械能一定守恒B.做勻加速運動的物體,其機械能一定不守恒
C.做勻速圓周運動的物體,其機械能一定守恒
D.除重力做功外,其它力做的功之和為零,物體的機械能一定守恒
2.質量為m的物體,從靜止開始,以g/2的加速度豎直下落高度h的過程中()
A.物體的機械能守恒B.物體的機械能減少mgh/2
C.物體的重力勢能減少mghD.物體克服阻力做功mgh/2
3.如圖所示,長度相同的三根輕桿構成一個正三角形支架。在A處固定質量為2m的小球,B處固定質量為m的小球,支架懸掛在O點,可繞O點并與支架所在平面相垂直的固定軸轉動。開始時OB與地面相垂直,放手后開始運動。在不計任何阻力的情況下。下列說法正確的是()
A、A球到達最低點時速度為零
B、A球機械能減少量等于B球機械能增加量
C、B球向左擺動所能達到的最高位置應高于A球開始運動時的高度
D、當支架從左至右回擺時,A球一定能回到起始高度
4.運動員跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個過程。將人和傘看成一個系統(tǒng),在這兩個過程中,下列說法正確的是()
A.阻力對系統(tǒng)始終做負功B.系統(tǒng)受到的合外力始終向下
C.重力做功使系統(tǒng)的重力勢能增加D.任意相等的時間內重力做的功相等
5.物體做自由落體運動,Ek代表動能,Ep代表勢能,h代表下落的距離,以水平地面為零勢能面。下列所示圖像中,能正確反映各物理量之間關系的是()
6、如圖所示,在一直立的光滑管內放置一輕質彈簧,上端O點與管口A的距離為2Xo,一質量為m的小球從管口由靜止下落,將彈簧壓縮至最低點B,壓縮量為xo,不計空氣阻力,則()
A.小球運動的最大速度大于2VB.小球運動中最大加速度為g
C.彈簧的勁度系數(shù)為mg/xoD.彈簧的最大彈性勢能為3mgxo
7、蹦極運動員將一根彈性長繩系在身上,彈性長繩的另一端固定在跳臺上,運動員從跳臺上跳下,如果把彈性長繩看做是輕彈簧,運動員看做是質量集中在重心處的質點,忽略空氣阻力,則下列論述中正確的是()
A.運動員的速度最大時,系統(tǒng)的重力勢能和彈性勢能的總和最大
B.運動員的速度最大時,系統(tǒng)的重力勢能和彈性勢能的總和最小
C.運動員下落到最低點時,系統(tǒng)的重力勢能最小,彈性勢能最大
D.運動員下落到最低點時,系統(tǒng)的重力勢能最大,彈性勢能最大
8、光滑水平面上靜置一質量為M的木塊,一質量為m的子彈以水平速度v1射入木塊,以速度v2穿出,木塊速度變?yōu)関,在這個過程中,下列說法中正確的是()
A.子彈對木塊做的功為1/2mv12一1/2mv22
B.子彈對木塊做的功等于子彈克服阻力做的功
C.子彈對木塊做的功等于木塊獲得的動能與子彈跟木塊間摩擦產(chǎn)生的內能之和
D.子彈損失的動能轉變成木塊獲得的動能與子彈跟木塊間摩擦產(chǎn)生的內能之和
能力題:
9、如圖所示,一傾角為30°的光滑斜面底端有一與斜面垂直的固定擋板M,物塊A、B之間用一與斜面平行輕質彈簧連結,現(xiàn)用力緩慢沿斜面向下推動物塊B,當彈簧具有5J彈性勢能時撤去推力釋放物塊B;已知A、B質量分別為mA=5kg、mB=2kg,彈簧的彈性勢能表達式為,其中彈簧的勁度系數(shù)k=,x為彈簧形變量,,求:
(1)當彈簧恢復原長時,物塊B的速度大??;
(2)物塊A剛離開擋板時,物塊B的動能.
10.如圖所示,位于豎直平面內的光滑軌道,有一段斜的直軌道和與之相切的圓形軌道連接而成,圓形軌道的半徑為R。一質量為m的小物塊從斜軌道上某處由靜止開始下滑,然后沿圓形軌道運動。要求物塊能通過圓形軌道最高點,且在該最高點與軌道間的壓力不能超過5mg(g為重力加速度)。求物塊初始位置相對圓形軌道底部的高度h的取值范圍。
13、如圖所示,一輕繩繞過無摩擦的兩個輕質小定滑輪O1、O2和質量mB=m的小球連接,另一端與套在光滑直桿上質量mA=m的小物塊連接,已知直桿兩端固定,與兩定滑輪在同一豎直平面內,與水平面的夾角θ=60°,直桿上C點與兩定滑輪均在同一高度,C點到定滑輪O1的距離為L,重力加速度為g,設直桿足夠長,小球運動過程中不會與其他物體相碰.現(xiàn)將小物塊從C點由靜止釋放,試求:
(1)小球下降到最低點時,小物塊的機械能(取C點所在的水平面為參考平面);
(2)小物塊能下滑的最大距離;
(3)小物塊在下滑距離為L時的速度大小.
高考物理第一輪勢能機械能守恒定律專項復習
6.6勢能機械能守恒定律(1)
高考要求與解讀
1:了解勢能的概念及機械能守恒定律的內容
2:機械能守恒定律的應用
【知識梳理與重難點分析】
一.重力勢能:
1.定義:由于受重力作用,物體具有的與它相對地球的位置(即高度)有關的能量叫重力勢能.
其表達式為Ep=mgh.
2.特點:
(1)重力勢能為物體和地球組成的系統(tǒng)所共有,不是物體單獨具有的.
(2)重力勢能是標量,但有正負,正負表示。
(3)重力勢能Ep具有相對性,與零勢能面的選取有關,但重力勢能的變化量ΔEp具有絕對性.與零勢能面的選取無關.
3.重力做功的特點及與重力勢能變化的關系:
(1)重力做功與路徑無關,只與始末位置有關.
(2)重力做正功,物體的重力勢能減少;重力做負功,物體的重力勢能增加.
(3)重力做的功總等于物體重力勢能增量的負值(重力勢能的減少量),即:W=-ΔEp
或
二.彈性勢能:
1.物體因發(fā)生彈性形變而具有的勢能叫做彈性勢能.
2.中學階段只涉及彈簧的彈性勢能,并取彈簧在無形變時彈性勢能為零.
3.彈性勢能的大小與形變量及勁度系數(shù)有關,彈簧的形變量越大,勁度系數(shù)越大,彈簧的彈性勢能越大。*表達式為:。
4.彈力做功與彈性勢能增量的關系與重力做功與重力勢能增量的關系類似.即:彈力做正功,彈性勢能減少;彈力做負功,彈性勢能增加.
三.機械能守恒定律
1.機械能:、和統(tǒng)稱為機械能.
2.機械能守恒定律:在只有時,物體的動能和勢能相互轉化,但機械能的總量保持不變.
另一種表述:如果沒有摩擦和介質阻力,物體只發(fā)生動能和重力勢能的相互轉化時,機械能的總量保持不變。
3.機械能守恒的條件:只有重力和或只有彈簧彈力做功(即沒有發(fā)生機械能與其他形式能的轉化),具體有以下三種情況:只有重力和彈力作用,沒有其他力作用;有重力、彈力以外的力作用,但這些力不做功;有重力、彈力以外的力做功,但這些力做功的代數(shù)和為零
4.表達式:(1);(2)
注意:用(1)時,需要規(guī)定重力勢能的參考平面;用(2)時則不必規(guī)定重力勢能的參考平面,因為重力勢能的改變量與參考平面的選取沒有關系。
【要點講練】
類型一:勢能及其變化
例1、水平地面上原來分散平放著n塊磚,每塊磚的質量均為m,厚度均為d,某人以靠墻的一塊磚做底,將分散的磚一塊一塊的仍平放著疊放起來,則在這一過程中,此人至少做功()
例2、如圖所示輕彈簧一端固定在墻上的O點,處于自然長度狀態(tài)時,另一端在B點.今將一質量為m的物體靠在彈簧的右端,并用力向左推物體,壓縮彈簧至A點,然后由靜止釋放物體,物體在水平面上滑行到C點停止.已知AC距離為S,若將物體拴接在彈簧的右側,同樣將其推至A點,再由靜止釋放,彈簧與物體將振動至最后靜止,則振動的總路程L與S相比較,下列關系正確的是()
A.L一定小于SB.L一定等于S
C.L一定大于SD.L小于、等于S都有可能
例3、如圖所示,輕質彈簧豎直放置在水平地面上,它的正上方有一金屬塊從高處自由下落,從金屬塊自由下落到第一次速度為零的過程中()
A、重力先做正功,后做負功
B、彈力沒有做正功
C、金屬塊的動能最大時,彈力與重力相平衡
D、金屬塊的動能為零時,彈簧的彈性勢能最大
類型二:機械能是否守恒的判斷
例4、如圖,m1m2,滑輪光滑且質量不計,在m1下降一段距離(不計空氣阻力)的過程中,下列說法正確的是()
A、m1的機械能守恒B、m2的機械能守恒
C、m1和m2的總機械能減少D、m1和m2的總機械能守恒
針對訓練1:如圖所示,斜劈置于光滑水平地面上,其光滑斜面上有一物體由靜止沿斜面下滑,在物體下滑過程中,下列說法正確的是()
A.物體的重力勢能減少,動能增大B.斜劈的機械能不變
C.物體和斜劈組成的系統(tǒng)機械能減小D.物體和斜劈組成的系統(tǒng)機械能守恒
類型三:機械能守恒的應用
例5、如圖所示,在水平臺面上的A點,一個質量為m的小球以初速度v0被拋出,不計空氣阻力,求它到達B點時速度的大小。
例6、如圖所示,輕彈簧k一端與墻相連處于自然狀態(tài),質量為4kg的木塊沿光滑的水平面以5m/s的速度運動并開始擠壓彈簧,求彈簧的最大彈性勢能及木塊被彈回速度增大到3m/s時彈簧的彈性勢能。
針對訓練2:如圖所示,各處橫截面面積相同的U型管內裝有同種液體,開始使兩邊液面靜止且高度差為h,管中液柱的總長度為4h,后來讓液柱自由流動,當兩液面高度相等時,右側液面下降的速度是多少?
針對訓練3:一個質量m=0.20kg的小球系于輕質彈簧的一端,且套在光滑豎立的圓環(huán)上.彈簧的上端固定于環(huán)的最高點A,環(huán)的半徑R=0.5m,彈簧的原長l。=0.5m,勁度系數(shù)k=4.8N/m,如圖所示,若小球從圖中所示的位置B點由靜止開始滑動到最低點C時彈簧的彈性勢能EP=0.60J。求小球到C點時的速度v的大小。(g取10m/s2)
類型四:機械能守恒定律與其他知識的綜合應用
例7、一物體以初速度V0沖上光滑斜面AB,并能沿斜面升高h,則下列說法中正確的是()
A.若把斜面從C點鋸斷,由機械能守恒定律知,物體沖出C點后仍能升到h高度處
B.若把斜面彎成弧形,物體仍能沿軌道AB/升到h高度處
C.無論把斜面從C點鋸斷或彎成弧狀,物體都不能升到h高度處,因為機械能不守恒
D.無論把斜面從C點鋸斷或彎成弧狀,物體都不能升到h高度處,但是機械能仍守恒
例8、如圖所示,O點離地面高度為H,以O點為圓心,制作一半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道,小球從與O點等高的圓弧最高點滾下后水平拋出,試求:
⑴小球落地點到O點的水平距離S;
⑵要使這一距離最大,R應滿足什么條件?最大距離為多少?
例9:質量為m的小球,由長為l的細線系住,細線的另一端固定在A點,AB是過A的豎直線,E為AB的中點,過E作水平線EF,在EF上釘鐵釘D,如圖所示,若線能承受的最大拉力是9mg?,F(xiàn)將小球懸線拉至水平,然后由靜止釋放,若要小球能繞釘子在豎直面內做完整的圓周運動,且線不斷,求釘子D的位置在水平線上的取值范圍。不計線與釘子碰撞時的能量損失。
機械能守恒定律的應用
一、素質教育目標(一)知識教學點1.熟悉應用機械能守恒定律解題的步驟.2.明了應用機械能守恒定律分析問題的注意點.3.理解機械能守恒定律和動量守恒定律的應用差異.(二)能力訓練點1.針對具體的物理現(xiàn)象和問題,正確應用機械能守恒定律.2.掌握解決力學問題的思維程序,總體把握解決力學問題的各種方法.(三)德育滲透點1.在解決物理問題的過程中,培養(yǎng)認真仔細有序的分析習慣。2.具體情況具體分析,提高思維的客觀性,準確性。(四)美育滲透點通過具體問題的分析,使學生把知識向能力轉化,增強自信,產(chǎn)生追求科學、追求真理的美好理想。二、學法引導采用學生自學教材、結合教師的點評,經(jīng)過分析和討論來形成一般的解題思想。三、重點·難點·疑點及解決辦法1.重點機械能守恒定律的具體應用。2.難點同時應用動量守恒定律和機械能守恒定律分析解決較復雜的力學問題。3.疑點動量守恒定律和機械能守恒定律的應用差異。4.解決辦法(1)分析典型例題,解剖麻雀,從而掌握機械能守恒定律應用的程序和方法。(2)比較研究,能準確選擇解決力學問題的方法、靈活運用各種定律分析問題。四、課時安排1課時五、教具學具準備例題課件六、師生互動活動設計1.教師指導學生自學,引導歸納。2.學生自學,經(jīng)過實例分析,定量計算來總結定律的使用條件和使用的方法。七、教學步驟(一)明確目標(略)(二)整體感知解決力學問題一般有三種方法,一是運用力對物體的瞬時作用效果——牛頓運動定律;二是運用力對物體的時間積累的作用效果——動量定律和動量守恒定律;三是運用力對物體的空間積累作用效果——動能定理和機械能守恒定律,根據(jù)題設條件提供的具體情況,選擇不同的方法,是本節(jié)教學的內容之一.(三)重點、難點的學習與目標完成過程【引入新課】復習上節(jié)課的機械能守恒定律內容及數(shù)學表達式.【新課教學】現(xiàn)舉例說明機械能守恒定律的應用.在離地面高h的地方,以的速度斜向上拋出一石塊,的方向與水平成角,若空氣阻力不計,求石塊落至地面的速度大小.(看例題課件)設石塊的質量為m,因空氣阻力不計,石塊在整個運動過程只受重力,只有重力做功,石塊機械能保持守恒.現(xiàn)取地面為零重力勢能面.石塊在拋出點的機械能:石塊在落地點的機械能:據(jù)列出等式可得:從以上解答可看出,應用機械能守恒定律解題簡潔便利,顯示出很大的優(yōu)越性,不僅適合于直線運動,也適合于做曲線運動的物體,分析以上解題過程,還可歸納出1.應用機械能守恒定律解題的基本步驟(l)根據(jù)題意,選取研究對象(物體或相互作用的物體系)(2)分析研究對象在運動過程中所受各力的做功情況,判斷是否符合機械能守恒的條件.(3)若符合定律成立的條件,先要選取合適的零勢能的參考平面,確定研究對象在運動過程的初、末狀態(tài)的機械能值.(4)根據(jù)機械能守恒定律列方程,并代人數(shù)值求解.2.在應用機械能守恒定律時,要注意其他力學定理、定律的運用,對物體的整個過程進行綜合分析.再舉一例.如圖所示,光滑的傾斜軌道與半徑為R的圓形軌道相連接,質量為。的小球在傾斜軌道上由靜止釋放,要使小球恰能通過圓形軌道的最高點,小球釋放點離圓形軌道最低點多高?通過軌道點最低點時球對軌道壓力多大?(看例題課本)
小球在運動過程中,受到重力和軌道支持力,軌道支持力對小球不做功,只有重力做功,小球機械能守恒.取軌道最低點為零重力勢能面.因小球恰能通過圓軌道的最高點C,說明此時,軌道對小球作用力為零,只有重力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律可列得在圓軌道最高點小球機械能在釋放點,小球機械能為根據(jù)機械能守恒定律列等式:解設同理,小球在最低點機械能小球在B點受到軌道支持力F和重力根據(jù)牛頓第二定律,以向上為正,可列據(jù)牛頓第三定律,小球對軌道壓力為6mg.方向豎直向下.在較復雜的物理現(xiàn)象中,往往要同時應用動量守恒定律和機械能守恒定律,明確這兩個定律應用上的差異,可正確運用它們,客觀反映系統(tǒng)中物體間的相互作用,準確求出有關物理量.【例】在光滑的水平面上,置放著滑塊A和B,它們的質量分別為和,B滑塊與一輕彈簧相連,彈簧的另一端固定在豎直的墻上,滑塊A以速度與靜止的滑塊B發(fā)生正碰后粘合一起運動并壓縮彈簧,如圖所示,求此過程中彈簧的最大彈性勢能(看例課課件)
滑塊A與B碰撞瞬間,對于滑塊A、B組成的物體系,所受合外力為零,動量守恒,得在滑塊A、B粘合一起運動壓縮彈簧時,只有彈簧的彈力做功,A、B滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,彈簧彈性勢能最大時,滑塊A、B動能為零.動能全部變?yōu)閺椈傻膹椥詣菽埽瑒t兩式聯(lián)立解,可得(四)總結、擴展1.在只有重力和彈力做功的情況下,可應用機械能守恒定律解題.也可以用動能定理解題,這兩者并不矛盾.前者往往不深究過程的細節(jié)而使解答過程顯得簡捷,但后者的應用更具普遍性.2.動量守恒定律和機械能守恒定律的比較(l)兩個定律的研究對象都是相互作用的物體組成的系統(tǒng).兩個定律的數(shù)學表達公式中的物理量都是相對于同一參照系的.(2)兩定律研究的都是某一物理過程,注重的是運動過程初、末狀態(tài)的物理量,而不深究運動過程中各物體間的作用細節(jié).(3)兩定律的成立條件不同,動量是否守恒,決定系統(tǒng)所受合外力是否為零,而不管內外力是否做功.而機械能是否守恒,決定于是否有重力和彈力以外的力做功,而不管這些力是內力還是外力.(4)動量守恒定律的數(shù)學表達公式是矢量式,要使運算簡便,可先定正方向,把矢量運算變?yōu)榇鷶?shù)運算,機械能守恒定律的數(shù)學表達公式是標量式,但要先選定零重力勢能面,才能列出具體的機械能守恒公式.八、布置作業(yè)P151練習六(3)(4)(5)九、板書設計1.應用機械能守恒定律解題的基本步驟(1)選取研究對象(2)分析機械能守恒條件(3)選定參考平面,明確初末狀態(tài)物體的機械能值(4)根據(jù)定律列方程式計算2.注重機械能守恒定律和其他力學定理、定律的綜合應用.
機械能守恒定律
古人云,工欲善其事,必先利其器。教師要準備好教案,這是教師工作中的一部分。教案可以讓學生能夠在課堂積極的參與互動,使教師有一個簡單易懂的教學思路。您知道教案應該要怎么下筆嗎?下面是小編幫大家編輯的《機械能守恒定律》,僅供參考,希望能為您提供參考!
第5節(jié)機械能守恒定律
【學習目標】
1.知道機械能守恒定律及其適用條件。
2.會應用機械能守恒定律解題,明確解題步驟,知道用這個定律處理問題的優(yōu)點。
3.能敘述能量守恒定律,體會能量守恒是自然界的基本規(guī)律之一。會初步運用能量守恒的觀點分析問題。
【閱讀指導】
圖1圖2
1.物體的機械能包括_________、_________和__________。如圖1所示,在一個光滑曲面的上端A,由靜止釋放一質量為m的小球,若取曲面的底端所在的平面為零重力勢能點,小球在A點時的機械能為__________,小球沿曲面滑到曲面底端B點,小球從A點滑到B點的過程中,小球受到_____力和_____力,其中只有____做功,該力做的功W=_________,重力勢能________(填“增加”或“減少”)了__________,由動能定理知小球動能的變化量為_________,此時小球的機械能為_______,在該過程中小球的機械能_______(填“變化”或“不變”)。如果這個曲面是粗糙的,那么小球在由A滑到B的過程中,不僅重力做功同時________力做_____(填“正”或“負”),若該力做了Wf的功,由動能定理可知,物體動能的增加了________,此時的機械能為_______,小球從A滑到B的過程中機械能_________(填“變化”或“不變”)。
2.如圖2所示,一根長為h的細繩,一端懸掛在天花板上,另一端拴一質量為m的小球,將小球拉至與豎直方向成60°角的位置A,不計空氣阻力,由靜止釋放小球,在小球擺到最低點B的過程中,小球受到______力和_____力的作用,其中只有______力做功,該力做功為___________。由動能定理可知小球的動能增量為______。若假設小球達到最低點所在的平面為零重力勢能面,小球在A點的機械能為_______,在B點的機械能為_______,小球從A到B的過程中機械能的總量________(填“變化”或“不變”)。若這個過程中空氣阻力不能忽略,那么,小球從A到B的過程中,不僅重力做功,同時_______也做功,機械能的總量將__________(填“增加”、“減少”或“不變”)。
3.能量既不會憑空產(chǎn)生,也不會憑空消失,它只能從一種形式________為另一種形式,或者從一個物體_________到另一個物體,在轉化或轉移過程中其總量保持不變。
【課堂練習】
★夯實基礎
1.下列幾種運動中機械能守恒的是()
A.平拋物體的運動B.豎直方向的勻速直線運動
C.單擺在豎直平面內的擺動D.物體沿光滑斜面自由上滑
2.如圖所示,一個小球,從長度L=10m,傾角為30°的光滑斜面頂端A由靜止開始下滑,若g取10m/s到達軌道底端B時的速度大小是()
A.10m/sB.10m/s
C.100m/sD.200m/s
3.如圖所示,一個可視為質點的實心鋼球從高H的A點自由落入水面的B點,然后鋼球繼續(xù)落入深為h的水底C處。下列說法正確的是()
A.鋼球由A落到C的過程中,機械能守恒
B.鋼球由A落到B的過程中,機械能守恒
C.鋼球由B落到C的過程中,機械能守恒
D.鋼球由A落到C的過程中,動能先增加后減少
4.質量為m的石子從距地面高為H的塔頂以初速度v0豎直向下拋出,若只考慮重力作用,則石子下落到距地面高為h處時的動能為:(g表示重力加速度)
A.B.
C.D.
5.物體從某一高度自由落到直立于地面上的輕彈簧上,如圖所示在A點開始與彈簧接觸,到B點物體速度為零,然后被彈回,則()
A.物體從A到B的過程中,動能不斷減小
B.物體從B上升到A的過程中,動能不斷增大
C.物體從A到B及B上升到A的過程中,動能是先變大后變小
D.物體在B點的動能為零
6.豎直下拋一小球,不計空氣阻力和小球落地時的能量損失,小球著地后回跳的高度比拋出點的高度高5.0m。求小球拋出時的速度多大?(g取10m/s2)
★能力提升
7.物體做平拋運動,落地時的動能是剛被拋出時動能的4倍,則物體剛被拋出時的重力勢能是動能的多少倍?
8.如圖所示,AB和CD為半徑為R=lm的1/4圓弧形光滑軌道,BC為一段長2m的水平軌道.質量為2kg的物體從軌道A端由靜止釋放,若物體與水平軌道BC間的動摩擦因數(shù)為0.1,求:(l)物體第1次沿CD弧形軌道可上升的最大高度;(2)物體最終停下來的位置與B點的距離.
9.如圖所示的裝置中,輕繩將A、B相連,B置于光滑水平面上,拉力F使B以1m/s勻速地由P運動到Q,P、Q處繩與豎直方向的夾角分別為α1=37°,α2=60°。滑輪離光滑水平面高度h=2m,已知mA=10kg,mB=20kg,不計滑輪質量和摩擦,求在此過程中拉力F做的功?(已知sin37°=0.6,g取10m/s2)
第5節(jié)機械能守恒定律
【閱讀指導】
1、動能重力勢能彈性勢能mgh重力彈力重力mgh減少mghmghmgh不變摩擦負(mgh-Wf)mgh-Wf變化2、重拉重mgh/2mgh/2mgh/2mgh/2不變減少3、只有重力做功直線曲線彈性勢能重力和彈力做功4、轉化、轉移
【課堂練習】
1、ACD2、A3、BD4、C5、0.6m6、10m/s7、3*8、(1)0.8(2)2m