資源簡介

　　　　 《機械能守恒定律》
【考點預測】
機械能守恒定律是力學的重點，也是高考考查的重點，常以選擇題、計算題的形式出現，考題常與生產生活實際聯系緊密，題目的綜合性較強．預計在2016年高考中，仍將對該部分知識進行考查，復習中要特別注意機械能守恒定律的應用以及與平拋運動、圓周運動知識的綜合應用．
學習目標：
1：通過復習課本，能說出重力勢能的定義，重力做功與重力勢能變化的關系以及機械能守恒定律的內容。
2：通過例題一分析，總結出機械能守恒的條件。
3：通過例題二、三分析，寫出用機械能守恒定律解決問題的一般步驟。
學習重點：
機械能守恒定律是力學知識中的一條重要規律，是一個重點知識，特別是定律的適用條件、物理意義以及具體應用都作為較高要求。
學習難點：
機械能守恒定律的適用條件的理解以及應用，對多數學生來說，雖經過一個階段的學習，仍常常是把握不夠，出現各式各樣的錯誤。這也說明此項正是教學難點所在。
評價任務：
通過過程一，說出重力勢能的定義，重力做功與重力勢能變化的關系以及機械能守恒定律的內容。
通過探究一，說出判斷機械能守恒的方法
通過探究二，總結出用機械能守恒定律解決問題的方法。
學法指導：
自主學習、合作探究
學習過程：
一、課前基礎知識回顧
1.重力勢能的定義、公式及特點？
2.重力做功與重力勢能變化的關系？
3.一個小球在真空中自由下落，另一個質量相同的小球在粘滯性較大的液體中勻速下落，它們都由高度為h1的地方下落到高度為h2的地方。在這兩種情況下，重力所做的功相等嗎？重力勢能各轉化成什么形式的能量？
4.只有重力做功和只受重力是一回事嗎？
5.彈力做功與彈性勢能變化的關系？
6.機械能守恒定律的內容及三種表達式？
探究一：機械能守恒的判斷
例1、在下列實例中運動的物體，不計空氣阻力，機械能不守恒的是：（ ）
A、起重機吊起物體勻速上升； B、物體做平拋運動；
C、圓錐擺球在水平面內做勻速圓周運動；
D、一個輕質彈簧上端固定，下端系一重物，重物在豎直方向上做上下振動（以物體和彈簧為研究對象）
結論：判斷機械能是否守恒的常用方法
做功角度：
能量角度：
變式訓練1如圖所示，一輕彈簧一端固定于O點，另一端系一小球，將小球從與懸點O在同一水平面且彈簧保持原長的A點無初速度釋放，讓它自由擺下.不計空氣阻力，則在小球由A點擺向最低點B的過程中，下列說法中正確的是（ ）
A.小球的機械能守恒
B.小球的機械能減少
C.小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和不變
D.小球和彈簧組成的系統機械能守恒
探究二：機械能守恒定律的應用
1、單個物體的機械能守恒問題
例2、如圖所示,一玩滾軸溜冰的小孩(可視作質點)質量為m=30kg,他在左側平臺上滑行一段距離后做平拋運動,恰能無碰撞地沿圓弧切線從A點進入光滑豎直圓弧軌道,并沿軌道下滑,A、B為圓弧兩端點,其連線水平。已知圓弧半徑為R=1.0m,對應圓心角為θ=106°,平臺與AB連線的高度差為h=0.8m(計算中取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:
(1)小孩做平拋運動的初速度;
(2)小孩運動到圓弧軌道最低點O時對軌道的壓力。
總結：運用機械守恒定律解題的思想和步驟
1、
2、
3、
4、
2、多個物體組成系統機械能守恒
例3(2013·蕪湖一模)如圖所示,質量分別為2m和m的A、B兩物體用不可伸長的輕繩繞過輕質定滑輪相連,開始兩物體處于同一高度,繩處于繃緊狀態,輕繩足夠長,不計一切摩擦。現將兩物體由靜止釋放,在A落地之前的運動中,下列說法中正確的是　(　　)
A.A物體的機械能增大
B.A、B組成系統的重力勢能增大
C.下落時間t過程中,A的機械能減少了 mg2t2
D.下落時間t時,B所受拉力的瞬時功率為mg2t
變式訓練：（2015全國卷二）如圖，滑塊a、b的質量均為m，a套在固定直桿上，與光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通過鉸鏈用剛性輕桿連接。不計摩擦，a、b可視為質點，重力加速度大小為g。則 （ ）
A. a落地前，輕桿對b一直做正功
B. a落地時速度大小為
C. a下落過程中，其加速度大小始終不大于g
D. a落地前，當a的機械能最小時，b對地面的壓力大小為mg
課堂小結：
學后反思：
當堂檢測：
1.（2012全國高考上海物理卷）如圖，可視為質點的小球A、B用不可伸長的細軟輕線連接，跨過固定在地面上、半徑為R的光滑圓柱，A的質量為B的兩倍。當B位于地面時，A恰與圓柱軸心等高。將A由靜止釋放，B上升的最大高度是（ ）
A.2R B.5R/3
C.4R/3 D.2R/3
3. (2013·高考廣東卷)(多選)如圖所示，游樂場中，從一高度A到水面B處有兩條長度相同的光滑軌道．甲、乙兩小孩沿不同軌道同時從A處自由滑向B處，下列說法正確的是 (　　)
A．甲的切向加速度始終比乙的大
B．甲、乙在同一高度的速度大小相等
C．甲、乙在同一時刻總能到達同一高度
D．甲比乙先到達B處
例3、如圖所示,兩小球mA、mB通過繩繞過固定的半徑為R的光滑圓柱,現將A球由靜止釋放,若A球能到達圓柱體的最高點,求此時的速度大小(mB=2mA).
當堂檢測：
1.(多選)(2011·新課標全國卷)一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落,到最低點時距水面還有數米距離。假定空氣阻力可忽略,運動員可視為質點,下列說法正確的是　(　ABC　)
A.運動員到達最低點前重力勢能始終減小
B.蹦極繩張緊后的下落過程中,彈性力做負功,彈性勢能增加
C.蹦極過程中,運動員、地球和蹦極繩所組成的系統機械能守恒
D.蹦極過程中,重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關
3.(多選)(2013·山東高考)如圖所示,楔形木塊abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同,頂角b處安裝一定滑輪。質量分別為M、m(M>m)的滑塊,通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接,輕繩與斜面平行。兩滑塊由靜止釋放后,沿斜面做勻加速運動。若不計滑輪的質量和摩擦,在兩滑塊沿斜面運動的過程中　(　CD　)
A.兩滑塊組成系統的機械能守恒
B.重力對M做的功等于M動能的增加
C.輕繩對m做的功等于m機械能的增加
D.兩滑塊組成系統的機械能損失等于M克服摩擦力做的功
熱點考向1 機械能守恒定律的應用
【變式訓練】(多選)(2013·長春二模)如圖所示,物體A的質量為M,圓環B的質量為m,通過輕繩連接在一起,跨過光滑的定滑輪,圓環套在光滑的豎直桿上,設桿足夠長。開始時連接圓環的繩處于水平,長度為l,現從靜止釋放圓環。不計定滑輪和空氣的阻力,以下說法正確的是　(　AD　)
A.當M=2m時,l越大,則圓環m下降的最大高度h越大
B.當M=2m時,l越大,則圓環m下降的最大高度h越小
C.當M=m時,且l確定,則圓環m下降過程中速度先增大后減小到零
D.當M=m時,且l確定,則圓環m下降過程中速度一直增大
【變式備選】
1.(2013·沈陽一模)如果一個物體在運動的過程中克服重力做了80J的功,則　(　A　)
A.物體的重力勢能一定增加80J
B.物體的機械能一定增加80J
C.物體的動能一定減少80J
D.物體的機械能一定減少80J
一、重力勢能
1．定義：物體的重力勢能等于它所受____與_____的乘積．
2．公式：Ep＝_____.
3．矢標性：重力勢能是___量，但有正、負，其意義是表示物體的重力勢能比它在__________上大還是小，這與功的正、負的物理意義不同．
4．特點
(1)系統性：重力勢能是_____和_____共有的．
(2)相對性：重力勢能的大小與_________的選取有關．重力勢能的變化是_____的，與參考平面的選取______．
5．重力做功與重力勢能變化的關系
重力做正功時，重力勢能______； 重力做負功時，重力勢能_____；重力做多少正(負)功，重力勢能就___________多少，即WG＝__________.
二、機械能守恒定律
1．內容：在只有_____或_____做功的物體系統內，只存在動能與勢能的相互轉化，而總的機械能保持______．
2．表達式
(1)守恒觀點：Ek1＋Ep1＝_________ (要選零勢能參考平面)，表示系統末狀態機械能的總和與初狀態機械能的總和相等．
(2)轉化觀點：ΔEk＝______ (不用選零勢能參考平面)，表示系統增加(或減少)的動能等于系統減少(或增加)的勢能．
(3)轉移觀點：ΔEA增＝______ (不用選零勢能參考平面)，表示若系統由A、B兩部分組成，則A物體機械能的增加(或減少)與B物體機械能的減少(或增加)相等．
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