1、7.8机械能守恒定律导学案【学习目标】1知道机械能的概念，知道物体的动能和势能可以相互转化。2理解机械能守恒定律的内容。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【重点难点】机械能守恒定律的理解和应用【学法指导】认真阅读教材，体会机械能的概念，体会机械能守恒的含义。【知识链接】1重力势能：物体的重力与其所处_的乘积叫重力势能能。定义式 pE_，是标量，具有相对性，只与位置有关，是状态量。2重力做功和重力势能变化的关系： WG=_， WG是过程量，决定于始末位置，与路径_。3弹性势能：发生弹性形变的物体由弹力决定的势能叫_，是标量，是状态量。弹力做功和弹性势能变化的关系：W
2、 弹 =_，弹力做正功，弹性势能减少，数值对应相等。4动能：物体由于_而具有的能量叫动能。kE_，动能是标量，是状态量，也有相对性。5动能定理：外力对物体做的_等于物体动能的变化。W 总 =_思维要点：_。 （1）明确对象和研究过程，找出_、_状态的速度。 （2）_分析（包括重力、弹力等） ，明确各力做功的_。 （3）注意运动的_性，明确各阶段外力做功的情况【学习过程】一、动能与势能的相互转化1阅读教材 75 页，列举重力势能和动能相互转化的实例，课上交流2阅读教材 75 页，列举弹性势能和动能相互转化的实例，课上交流3什么是机械能？物体的_、_、_统称为机械能。结论：以上实例表明，通过_做功
3、或_做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式。【尝试应用 1】做平抛运动的小球，在运动过程中_能转化为_能。如图，物体在光滑的水平面上滑行，碰到弹簧上，在弹簧被压缩的过程中，物体的_能转化为_能，当物体速度为_时，弹簧压缩量最大，此时弹簧的弹性势能达到_，之后弹簧把物体弹回，弹簧的_向物体的_转化。二、机械能守恒定律1机械能守恒定律的导出取地面为参考平面，则质量为 m 的物体在 A 处的重力势能为EP1= ，在 B 处的重力势能为 EP2= 物体从 A 到 B 重力做的功 W= （根据功定义式写）若物体在 A 处的速度为 v1 ，在 B 处的速度为 v2，根据动能定理可得合力（即重力）的功
4、W= 则由可得到： 移项后可得 结论：在只有重力做功的物体系统内， 与 相互转化，而总的机械能保持不变。同理，在只有弹簧的弹力做功的物体系统内， 与 相互转化，而总的机械能保持不变。2机械能守恒定律（1）定律内容：在只有_或_做功的物体系统内，动能和势能相互转化，但机械能的总量保持不变。 （2）表达式： 或 _ （3）判断机械能守恒的方法：根据定律，是否只有 或 做功。除动能和势能外，看是否有其他形式的能参与转化。h1h2ABv1v2【尝试应用 2】下列运动中机械能守恒的是 （ ）A降落伞在空中匀速下降 B抛出去的铅球（不计空气阻力）C流星划过天空发出明亮的光 D光滑曲面上自由下滑的物体【合作
5、探究】以物体沿光滑斜面下滑为例，推导机械能守恒定律的表达式，自己设出需要的物理量。 推导：3例题（课本 76 页）讨论：应用机械能守恒定律解题，与直接用牛顿定律解题相比，具有哪些优点和不足？【训练测试】1 以下说法正确的是( )A物体做匀速运动，它的机械能一定守恒B物体所受合力的功为零，它的机械能一定守恒C物体所受的合力不等于零，它的机械能可能守恒D物体所受的合力等于零，它的机械能一定守恒2 游乐场中的一种滑梯如图所示小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则( )A下滑过程中支持力对小朋友不做功B下滑过程中小朋友的重力势能增加C整个运动过程中小朋友的机械能守恒D在水
6、平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功3 北京残奥会的开幕式上，三届残奥会冠军侯斌依靠双手牵引使自己和轮椅升至高空，点燃了残奥会主火炬，其超越极限、克服万难的形象震撼了大家的心灵假设侯斌和轮椅是匀速上升的，则在上升过程中侯斌和轮椅的( )A动能增加 B重力势能增加C机械能减少 D机械能不变4如图是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置， M 为半径R1.0m，固定于竖直平面内的 光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，14N 为待检验的固定曲面，该曲面在竖直面内的截面为半径 r m0.69的 圆弧，圆弧下端切线水平且圆心恰好位于 M 轨道的上端点 M 的14下端相切处置放竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质
7、量m0.01kg 的小钢珠，假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能过 M 的上端点，水平飞出后落到 N 的某一点上取 g10m/s 2，求：(1)发射该钢珠前，弹簧的弹性势能 EP多大？(2)钢珠落到圆弧 N 上时的速度大小 vN是多少？【参考答案】1答案：C2答案：AD解析：下滑过程中支持力的方向总与速度方向垂直，所以支持力不做功，A 正确；越往下滑动重力势能越小，B 错误；摩擦力的方向与速度方向相反，所以摩擦力做负功，机械能减少，D 正确，C 错误3答案：B解析：匀速上升过程中动能不变，重力势能增加，机械能增加，所以只有 B 项正确4答案：(1)0.15J (2)4m/s解析：(1)设钢珠在 M 轨道最高点的速度为 v，mg m v2R从发射前到最高点，由机械能守恒定律得：EP mgR mv212联立、解出 EP0.15J(2)钢珠从最高点飞出后，做平抛运动 x vty gt212由几何关系 x2 y2 r2从飞出 M 到打在 N 的圆弧面上，由机械能守恒定律：mgy mv2 mv 12 12 2N联立、解出所求 vN4m/s【学习反思】机械能守恒定律的表达式有哪些？应用机械能守恒定律求解问题的一般步骤是怎样的？
