机械能守恒定律

《验证机械能守恒定律》学习材料

教学目的：验证机械能守恒定律

实验器材：

铁架台、铁夹子、重锤、毫米刻度尺、纸带、打点计时器（若选用电磁打点计时器，还需要低压交流电源）

实验原理：

在只有重力做功的自由落体运动中，重力势能和动能相互转化，转化过程中机械能守恒，即重力势能的减少量等于动能的增加量。若物体由静止下落的高度h时，其速度为v，则有212mghmv 在实验过程中，测出重锤由静止下落高度h时的速度v，算出gh是否等于212v，则可得出mgh是否等于212mv，若在实验误差允许范围内二者相等，则机械能守恒定律得到验证。

实验步骤：

1、把打点计时器安装在铁架台上，并连接到电源上。

2、把重锤用夹子固定在纸带的一端，纸带的另一端穿过计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重锤停靠在打点计时器附近。

3、先接通电源，后松开纸袋带，让重锤带着纸带自由下落，打点计时器便在纸带上打下一系列的点迹。

4、重复3次，得到3条打上点的纸带。

5、从三条打上点的纸带中挑选出点迹清晰且第一、二点间的距离接近2mm的纸带。

6、在挑选出的纸带中，记下第一个点的位置O，并在纸带上离O点较远的任意点开始，依次选取连续的几个点，并依次标上1、2、3、4、5，分别测出1、2、3、4、5各点到O点的距离h1、h2、h3、h4、h5，并把记在下面表格中，这些距离分别是打下1、2、3、4、5个点时重锤下落的高度。

位置 nh

1()2nnnhhVT gh 212nV 结论

1

2

3

4

5

7、利用匀变速直线运动在一段时间内的平均速度等于这段时间内中点时刻的速度的规律，应用公式12nnnhhVT（此处T=0.02s），分别算出2、3、4各点对应得速度2V、3V、4V。

8、计算2、3、4各点对应的ngh和212nV，并进行比较，从而得出nmgh与212mV是否相等。

9、得出实验结论。

高二物理试卷 第 1 页 共4 页 机械能守恒定律测试题

一、选择题(每小题4分，共48分。在每小题给出的选项中，只有一个选项符合题意，请将符合题意的选项选出。)

1．一学生用N100的力将质量为Kg5.0的球迅速踢出，球在水平路面上滚出m20远，则该学生对球做的功是（ ）

A．J2000 B．J1000 C．J16 D．无法确定

2．用水平恒力F作用在一个物体上，使该物体沿光滑水平面在力的方向上移动距离s，恒力F做的功为1W，功率为1P，再用同样的水平恒力F作用在该物体上，使物体在粗糙的水平面上在力的方向上移动距离s，恒力F做的功为2W，功率为2P，下列关系正确的是( )

A．1W<2W，1P>2P B．1W>2W，1P>2P

C．1W=2W，1P>2P D．1W>2W，1P=2P

3．如图1所示，物体A和B与地面摩擦系数相同，A和B质量也相同，在F作用下一起沿水平地面向右运动s米，以下说法正确的是（ ）

A．摩擦力对A、B所做的功相同

B．F对A所做的功与A对B所做的功相同

C．A所受合外力对A所做的功与B所受合外力对B所做的功相同

D．以上说法都不对

4．质量为m的物块始终固定在倾角为的斜面上，如图2所示，下列说法中不正确的是（ ）

A．若斜面向右匀速移动距离s，斜面对物块没有做功

B．若斜面向上匀速移动距离s，斜面对物块做功mgs

C．若斜面向左以加速度a移动距离s，斜面对物块做功mas

D．若斜面向下以加速度a移动距离s，斜面对物块做功sagm)(

5．质量为m的小球被系在轻杆一端，在竖直平面内作半径为R的圆周运动，运动过程中小球受到空气阻力的作用。设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时杆子的受力为mg7，此后小球继续作圆周运动， 经过半周恰能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为 （ ）

姓名：

-1- F．机械能守恒定律(基础计算)

一、填空题

1．一个物体从离地高H＝10m处以初速度v0＝8m/s斜向上抛出，空气阻力不计，则其经过抛出点上方h＝2m高处时的速度大小为 m/s，落地时的速度大小为 m/s。

2．一个物体的质量m＝5kg，从地面以大小为v0＝10m/s的初速度竖直向上抛出，空气阻力不计，当它到达离地高h＝3m处时物体的机械能为 J，此时物体的速度大小为 m/s。

3．一个质量为m的物体以沿斜面方向的初速度v0冲上一个光滑斜面，冲到斜面上高为h处时它的机械能为 ，此时它的速度大小为 ，它的动能为 。

4．一个物体从斜面底端以沿斜面方向的初速度v0沿着倾角为α的光滑斜面上滑，它能上滑的最大高度为 ，能上滑的最大距离为

。当它上滑到高度为 时，它的速度将减小到v0/2。若以斜面底端为势能零点，当它上滑到高度为 时，它的动能和势能相等。

5．一个质量为m的物体在离地面高为H处以初速度v0水平抛出，空气阻力不计。若以地面为势能零点，当它的高度下降了h时（h＜H），物体的重力势能减少了

，这时物体的重力势能为 ，物体的动能为 ，物体的机械能为 。

6．将一个小球竖直向下抛出，设小球与地面碰撞前后的速度大小不变，要使小球着地后回跳的高度比抛出点还高H＝5m，不计空气阻力，则将它竖直下抛的速度必须为 m/s。

二、选择题

7．下列各种运动中，符合机械能守恒条件的是（ ）。

（A）跳伞运动员在空中匀速下降的过程

（B）用细绳竖直拉着一个物体匀速上升的过程

（C）一个物体以某一初速度沿光滑曲面下滑的过程

（D）汽车以不变的速率驶过圆弧形拱桥的过程

8．下列各式中，能正确表示机械能守恒定律的是（ ）。

（A）Eｐ＋Ek＝恒量 （B）ΔEｐ＝－ΔEk

- 1 - 机械能守恒定律

洛宁县第一高级中学 韦淑平

一、教学目标:

1、知识与技能

（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） 掌握机械能守恒定律的内容及得出过程；

（3） 会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题，并领会运用机械能守恒定律解决问题的优越性。

2、过程与方法

（1）学会在具体的问题中判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，分析物理问题。

3、情感、态度与价值观

通过机械能守恒定律的教学，使学生树立科学的观点，理解和运用自然界客观存在的规律，来解决生活中的实际问题。

二、教学重点：

（1）掌握机械能守恒定律的内容及其条件。

（2）能在具体问题中判断机械能是否守恒，并能运用机械能守恒定律解决问题。

三、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；能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。

四、教学方法：

演绎推理法、分析归纳法、交流讨论法、探究式教学法。

五、教学工具：

多媒体课件、细线、小球、带标尺的铁架台、弹簧振子。

六、教学过程设计：

（一） 引入新课

1、思考提问：

（1）、前几节我们学习了哪几种形式的能？各怎么表示？ - 2 - （2）、动能定理的内容是什么？

（3）、重力做功和重力势能变化的关系是什么？

2、机械能

（1）、概念：动能、重力势能和弹性势能统称机械能，某状态的机械能等于动能与势能之和。

（2）、表达式： KPEEE

这些不同形式的能是可以相互转化的，那么在相互转化的过程中，他们的总量是否发生变化？这节课我们就来探究这方面的问题。

（二） 新课教学

1、动能与势能的相互转化

（1）创设情景：列举生活中的实例（多媒体放课件），让学生试着分析在不考虑阻力的情况下，下面几种情况动能和势能是怎么转化的？猜想动能和势能的总和有何特点？