长春市2019-2020学年人教版高中物理 必修二 7.8 机械能守恒定律 同步练习

2019-2020年高中物理《机械能守恒定律》教案15 新人教版必修2教学目标：知识目标：1、知道什么是机械能，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。

能力目标：1、学会在具体的问题中判这定物体的机械能是否守恒； 2、初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题。

德育目标：通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。

教学重点：1、理解机械能守恒定律的内容。

2、在具体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：1、从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。

2、能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。

教学方法：1、关于机械能守恒定律的得出，也为了降低教学梯度，采用了例题的方式推导的方法，明确该定律数学表达式公式的来龙去脉。

2、关于机械能守恒的条件，在教学时采用列举实例，具体情况具体分析的方法。

教学用具：铁架台、小球、细线、直尺、CAI 课件。

课时安排：1课时 教学步骤：导入新课：1、用投影片出示思考题：①本章中我们学习了哪几种形式的能？它们各是如何定义的？它们的大小各由什么决定？ ②动能定理的内容和表达式是什么？③重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系？ 学生回答：①本章我们学习了以下几种能：动能、重力势能、弹性势能。

②动能定理的内容是：物体所受合外力所做的功等于物体动能的改变，即：Ｗ＝ＷＫ２－ＷＫ１。

③重力所做的功和物体重力势能之间变化的关系为： ＷＧ＝ＥＰ１－ＥＰ２ ３、教师总结：①同学们要注意动能定理中动能的变化量是末动能减去初动能，而重力做功与重力势能改变之间关系式中初位置的重力势能与末位置重力势能的差。

②动能、重力势能、弹性势能属于力学范畴，统称为机械能，机械能是动能和势能的总和。

③引入：通过细线下的小球摆动情况分析小球的受力情况和摆动过程中的能量转化，以及两边最高处的机械能的分析，得出最右端和最左端的机械能几乎相等，那么小球在摆动的过程中机械能是怎么样变化的呢？今天我们就共同研究这个问题：新课教学：(一)计算例1、质量为10kg 的物体，从20m 高处自由落下，运用已经学过的知识，把下表填好。

2019—2020新教材物理人教必修第二册第8章机械能守恒定律提升练习及答案*新教材必修第二册第8章机械能守恒定律*1、(双选)一个力对物体做了负功，则说明()A.这个力一定阻碍物体的运动B.这个力不一定阻碍物体的运动C.这个力与物体运动方向的夹角α<90°D.这个力与物体运动方向的夹角α>90°2、(多选)如图5所示，是汽车牵引力F和车速倒数1v的关系图象，若汽车质量为2×103 kg，由静止开始沿平直公路行驶，阻力恒定，最大车速为30 m/s，则以下说法正确的是()图5A．汽车的额定功率为6×104 WB．汽车运动过程中受到的阻力为6×103 NC．汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动D．汽车做匀加速运动的时间是5 s3、物体从某高度处做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图象中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是()A B C D4、关于动能定理，下列说法中正确的是()A．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和B．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变C．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用D．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程5、(双选)竖直放置的轻弹簧下连接一个小球，用手托起小球，使弹簧处于压缩状态，如图所示．则迅速放手后(不计空气阻力)()A．放手瞬间小球的加速度等于重力加速度B．小球与弹簧与地球组成的系统机械能守恒C．小球的机械能守恒D．小球向下运动过程中，小球动能与弹簧弹性势能之和不断增大6、在做“验证机械能守恒定律”的实验时，发现重物减少的重力势能总是略大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是()A.选用的重物质量过大B.选用的重物质量过小C.空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力D.实验时操作不规范，实验数据测量不准确7、如图所示，用力先后三次将一个质量为m的物体沿同一光滑斜面从底端由静止拉到顶端，第一次力F1的方向平行于斜面向上，第二次推力F2沿水平方向，第三次拉力F3的方向与斜面成α角，物体三次运动的加速度相同．设力F1、F2、F3的平均功率分别为P1、P2、P3，下列判断正确的是()A．P1＝P2＝P3B．P1>P2>P3C．P2>P1>P3D．P3>P2>P18、魔方，又叫魔术方块或鲁比克方块，是一种手部极限运动．通常泛指三阶魔方．三阶魔方形状是正方体，由有弹性的硬塑料制成．要将一个质量为m、边长为a的水平放置的匀质三阶魔方翻倒，推力对它做功至少为()A.2mgaB.2mga 2C.(2＋1)mga 2D.(2－1)mga 29、一质量为m 的滑块，以速度v 在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为－2v (方向与原来相反)，在这段时间内，水平力所做的功为( )A.32m v 2 B ．－32m v 2 C.52m v 2 D ．－52m v 210、一物体由h 高处自由落下，以地面为参考平面，当物体的动能等于势能时，物体经历的时间为( )A.2h g B.h g C.h 2g D ．以上都不对11、质量为3 kg 的物体放在高4 m 的平台上，g 取10 m/s 2.求：(1)物体相对于平台表面的重力势能是多少？(2)物体相对于地面的重力势能是多少？(3)物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做的功是多少？12、如图，质量为m 的小球从光滑曲面上滑下。

姓名，年级：时间：8 机械能守恒定律知识点一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，则物体的重力势能减少，动能增加，重力势能转化成了动能；若重力做负功,则动能转化为重力势能．（2)弹性势能与动能：只有弹簧弹力做功时，若弹力做正功,则弹簧弹性势能减少，物体的动能增加，弹性势能转化为动能．（3)机械能①定义：重力势能、弹性势能和动能的总称，表达式为E＝E k＋E p.②机械能的改变:通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式．知识点二机械能守恒定律(1）内容在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变．（2)守恒定律表达式①E k2－E k1＝E p1－E p2即ΔE k增＝ΔE p减．②E k2＋E p2＝E k1＋E p1。

③E2＝E1。

（3)守恒条件只有重力(或系统内的弹力)做功．1．通过重力做功，动能和重力势能可以相互转换．（）［答案] √2．物体的机械能一定是正值．( ）［答案］×3．合力为零,物体的机械能一定守恒．( ）［答案］×4．合力做功为零，物体的机械能一定守恒．（)［答案] ×5．只有重力做功，物体的机械能一定守恒．( )[答案］√1．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）（1）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?两种能的和不变吗？[提示］（1)忽略阻力，过山车受重力和轨道支持力作用．重力做正功，支持力不做功．(2)过山车下滑时，动能增加，重力势能减少．忽略阻力时,两种能的和保持不变．2．用细绳把铁锁吊在高处，并把铁锁拉到鼻子尖前释放，保持头的位置不动，铁锁摆回来时,会打到鼻子吗？试试看，并解释原因．［提示] 不会打到鼻子．联想伽利略的理想斜面实验，若没有阻力，铁锁刚好能回到初位置，遵循机械能守恒定律．若存在阻力，机械能损失,铁锁速度为零时的高度低于开始下落时的高度，铁锁一定不能到达鼻子的位置．要点一对机械能守恒定律的理解1．对机械能守恒条件的理解机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，可分如下三层理解（1）只受重力作用:如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动(自由落体、竖直上抛、平抛、斜抛等)．(2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功，例如：①物体沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用,但曲面的支持力对物体不做功；②除重力和弹力之外，还有其他力做功，但其他力做功的总和为零,系统机械能没有转化为其他形式的能，物体的机械能不变，这不属于真正的守恒,但也可以当作守恒来处理．2．机械能守恒的判断(1）用做功来判断：分析物体或物体受力情况(包括内力和外力),明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重力或弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则机械能守恒．（2)用能量转化来判断：若系统中只有动能和势能的相互转化,无机械能与其他形式的能的转化，则系统机械能守恒．【典例】（多选）如下图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )A．甲图中，物体将弹簧压缩的过程中，物体机械能守恒B．乙图中，物体在大小等于摩擦力的拉力F作用下沿斜面下滑时，物体机械能守恒C．丙图中，斜面光滑,物体在推力F作用下沿斜面向下运动的过程中,物体机械能守恒D．丁图中，斜面光滑,物体在斜面上下滑的过程中，物体机械能守恒［思路点拨] (1)甲图中研究对象是物体，而不是物体与弹簧组成的系统．（2）机械能守恒时，物体并不是只能受重力或弹力,也可以受其他力,但其他力不做功或做功的代数和为零．［解析] 弄清楚机械能守恒的条件是分析此问题的关键．表解如下：B√物体沿斜面下滑过程中,除重力做功外，其他力做功的代数和始终为零，所以物体机械能守恒.C×物体下滑过程中，除重力外还有推力F对其做功，所以物体机械能不守恒.D√物体沿斜面下滑过程中，只有重力对其做功,所以物体机械能守恒。

2019-2020年高中物理人教版必修二教案：7-8机械能守恒定律教学目标：1．理解机械能守恒定律2．机械能守恒定律解决问题教学重点：1. 机械能守恒定律在链条类问题中的应用2. 系统机械能守恒问题3.机械能守恒定律与圆周运动的综合题教学过程：要点1|机械能守恒定律在链条类问题中的应用关于绳索、链条之类的问题，由于在研究过程中物体常发生形变，重心位置相对物体来说并不是固定不变的，正确确定重心的位置，往往是解决该类问题的关键，一般情况下，先分段考虑各部分的重力势能，然后将各部分的重力势能之和作为整体的重力势能．例题1. 如图所示，总长为L 的光滑匀质铁链跨过一个光滑的轻小滑轮，开始时下端A 、B 相平齐，当略有扰动时其一端下落，则当铁链刚脱离滑轮的瞬间，铁链的速度为多大？【解析】 设铁链单位长度的质量为ρ，且选取初始位置铁链的下端A 、B 所在的水平面为参考平面，则铁链初态的机械能为E 1＝E p1＝mg L 4＝14ρgL 2， 末态的机械能为E 2＝E k2＝12mv 2＝12ρLv 2，根据机械能守恒定律有E 2＝E 1，即12ρLv 2＝14ρgL 2，解得v ＝gL 2.要点2|系统机械能守恒问题解决机械能守恒的问题，应注意以下几点：(1)对研究对象所参与的运动过程进行准确的分析，判断机械能是否守恒，哪个过程守恒．(2)选用合适的关系式求解．研究单个物体采用公式E 初＝E 末和ΔE k ＝－ΔE p ，研究多个物体组成的系统时，采用公式E 初＝E 末、ΔE k ＝－ΔE p 以及ΔE A ＝－ΔE B .例题2. 如图所示是一个横截面为半圆，半径为R 的光滑柱面，一根不可伸长的细线两端分别连接物体A 、B ，且m A ＝2m B ，从图示位置由静止开始释放A 物体，求当B 物体到达半圆顶点时的速度v .【解析】 释放后，AB 系统机械能守恒．A 的重力势能减少量为m A g πR 2.B 的重力势能增加了m B gR .A 的动能增加12m A v 2，B 的动能增加12m B v 2，根据机械能守恒定律m A g πR 2＝m B gR ＋12m A v 2＋12m B v 2又因为m A ＝2m B ，可得v ＝π－gR 3.要点3|机械能守恒定律与圆周运动的综合题对于物体在轻绳、光滑轨道等的约束下在竖直平面内做圆周运动的问题，物体不仅要遵循机械能守恒，还要受向心力大小的制约．例题3. 如图所示，半径为R 的光滑半圆轨道与高为10R 的光滑斜轨道处于同一竖直平面内，两轨道之间用光滑轨道CD 相连，水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡．在水平轨道上轻弹簧被a 、b 两小球挤压(不栓接)处于静止状态，现同时释放两小球，a 恰好能通过最高点A ；b 恰好能到达B 点．已知a 的质量为m a ；b 的质量为m b ；求：(1)a 球离开弹簧时的速度v a ；(2)b 球离开弹簧时的速度v b ；(3)弹簧的弹性势能E p .【解析】 (1)a 球恰好通过圆轨道最高点A 时，有m a g ＝m a v 2A R 则得v A ＝gRa 球从C 运动到A ，由机械能守恒定律得12m a v 2C ＝12m a v 2A ＋2m a gR 由以上两式求出：v a ＝v C ＝5gR .(2)b 球从D 运动到B ，由机械能守恒定律得12m b v 2D ＝m b g ×10R 求得v b ＝v D ＝25gR .(3)弹簧的弹性势能为E p ＝12m a v 2a ＋12m b v 2b 解得E p ＝2.5m a gR ＋10m b gR .。