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机械能守恒定律一、教学目标1．在已经学习有关机械能概念的基础上，学习机械能守恒定律，掌握机械能守恒的条件，掌握应用机械能守恒定律分析、解决问题的基本方法。
2．学习从功和能的角度分析、处理问题的方法，提高运用所学知识综合分析、解决问题的能力。
二、重点、难点分析1．机械能守恒定律是本章教学的重点内容，本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件；能够正确分析物体系统所具有的机械能；能够应用机械能守恒定律解决有关问题。
2．分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能，是本节学习的难点之一。
在教学中应让学生认识到，物体重力势能大小与所选取的参考平面(零势面)有关；而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的。
在讨论物体系统的机械能时，应先确定参考平面。
3．能否正确选用机械能守恒定律解决问题是本节学习的另一难点。
通过本节学习应让学生认识到，从功和能的角度分析、解决问题是物理学的重要方法之一；同时进一步明确，在对问题作具体分析的条件下，要能够正确选用适当的物理规律分析、处理问题。
三、教学过程引入：[师]今天我们共同学习机械能守恒定律，本节课的三维学习目标是[[师]下面我们回顾伽利略关于力和运动关系的理想实验[多媒体动画]把小球从a 处由静止开始释放，经过一段路程后将达到相同高处的b 点，如果降低右边曲面的倾角，把小球仍从A处由静止开始释放，经过更长的路程将达到相同高处的C点。
如果使右边曲面水平，小球由于达不到原来的高度，不需要外力的推动而永远运动下去。
在研究上面这个理想实验中，同学们和伽利略一样认为，小球能达到相同的高度。
那么，小球是不是能达到相同的高度呢？我们通过一个简单的实验来看一看。
可以看出：小球几乎达到了相同的高度.下面，我们来分析一下刚才的实验。
我们在初中曾经学过，动能和重力势能可以相互转化，小球从A→B 的过程中，高度降低，重力势能减小，速度变大，动能增大。
重力势能转化为动能，B→C的过程中，高度升高，重力势能增加，速度减小，动能减小。
2-8-9新人教版高中物理必修二 同步试题第七章 机械能守恒定律 第八节 机械能守恒定律【试题评价】1．在下列物理过程中，机械能守恒的有（ ）A ．把一个物体竖直向上匀速提升的过程B ．人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程C ．汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程D ．从高处竖直下落的物体落在竖直的弹簧上，压缩弹簧的过程，对弹簧，物体和地球这一系统。
2．如图2-8-5从离地高为h 的阳台上以速度v 竖直向上抛出质量为m 的物体，它上升 H 后又返回下落，最后落在地面上，则下列说法中正确的是（不计空气阻力，以地面为参考面）（ ）A ．物体在最高点时机械能为mg(H+h);B ．物体落地时的机械能为mg(H+h)+ mv 2/2C ．物体落地时的机械能为mgh+mv 2/2D ．物体在落回过程中，经过阳台时的机械能为mgh+mv 2./23.在离地高为H 处以初速度v 0竖直向下抛一个小球,若与地球碰撞的过程中无机械能损失,那么此球回跳的高度为( )A 、H+g v 220；B 、H-g v 220；C 、g v 220；D 、gv20。
4．如图2-8-6所示,质量为m 和3m 的小球A 和B,系在长为L 的细线两端,桌面水平光滑,高h(h<L),A 球无初速度从桌边滑下,落在沙地上静止不动,则B 球离开桌边的速度为( )gh 2C.3/ghD.6/gh5.如图2-8-7所示,一斜面放在光滑的水平面上,一个小物体从斜面顶端无摩擦的自由滑下,则在下滑的过程中下列结论正确的是( )A. 斜面对小物体的弹力做的功为零B. 小物体的重力势能完全转化为小物体的动能C. 小物体的机械能守恒D. 小物体，斜面和地球组成的系统机械能守恒6. 如图2-8-8所示，一滑块从半圆形光滑轨道上端由静止开始滑下，当滑到最低点时，关于滑块动 能大小和对轨道最低点的压力，下列结论正确的是（ ）A ．轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道的压力越大B ．轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道的压力与半径无关C ．轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道的压力越小D ．轨道半径变化时，滑块动能、对轨道的正压力都不变 7.水平抛出的一个物体,物体落地时速度的方向与水平方向的夹角为θ,取地面为零势能面,则物体刚被抛出时,其重力势能和动能之比为( )A .tan θB .cot θC .cot 2θ D. tan 2θ8.如图2-8-9所示,将小球拉紧,悬线在水平位置无初速释放,当小球达到最低点时,细线被与悬点在同一竖直线上的小钉P 挡住,则在悬线被钉子挡住的前后瞬间比较( )2-8-5 2-8-62-8-7 2-8-82-8-11 A ．小球的机械能减少 B.小球的动能减小C. 悬线上的张力变小D.小球的向心加速度变大 9.如图2-8-10所示长度相等的三根轻质竿构成一个正三角形支架,在A 处固定一质量为2m 的小球,B 处固定一质量为m 的小球,支架悬挂于O 点,可饶O 点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动,开始时OB 与地面相垂直,放手后开始运动,不计任何阻力,下列说法正确的是( )A 、A 球到达最低点时速度为零B 、A 球机械能减少量等于B 球机械能增加量C 、B 球向左摆动所达到的最高点位置应高于A 球开始时的高度D 、当支架从左向右回摆时,A 球一定能回到原来的高度 10. 如图2-8-11所示，倾斜轨道AC 与有缺口的圆轨道BCD 相切于C ，圆轨道半径为R ，两轨道在同一竖直平内，D 是圆轨道的最高点，缺口DB 所对的圆心角为900，把一个小球从斜轨道上某处由静止释放，它下滑到C 点后便进入圆轨道，要想使它上升到D 点后再落到B 点，不计摩擦，则下列说法确的是 （ ）A ．释放点须与D 点等高B ．释放点须比D 点高R/4C ．释放点须比D 点高R/2 D ．使小球经D 点后再落到B 点是不可能的11.气球以10m/s 的速度匀速上升，当它上升到离地15米高处，从气球上掉下一个物体，不计空气阻力则物体落地时的速度为 。
第七章机械能守恒定律第八节机械能守恒定律A级抓基础1．下列各种运动过程中，物体(弓、过山车、木块、圆珠笔)机械能守恒的是(忽略空气阻力)()A．将箭搭在弦上，拉弓的整个过程B．过山车在动力作用下从轨道上缓慢上行的过程C．在一根细线的中央悬挂着一块木块，双手拉着细线缓慢分开的过程D．手握内有弹簧的圆珠笔，笔帽抵在桌面放手后圆珠笔弹起的过程解析：将箭搭在弦上，拉弓的整个过程中，拉力对弦做功，故弓的机械能不守恒，故A错误；过山车在动力作用下从轨道上缓慢上行的过程，动能不变，重力势能变大，故过山车的机械能不守恒，故B错误；在一根细线的中央悬挂着一石头，双手拉着细线缓慢分开的过程，石头的动能不变，重力势能增加，故石头的机械能不守恒，故C错误；笔帽抵在桌面放手后圆珠笔弹起的过程中，只有重力和弹簧弹力做功，故圆珠笔的机械能守恒，故D正确．答案：D2. (多选)在下列几个实例中，机械能守恒的是()A．所受的合外力为零的物体B．在光滑水平面上被细线拉住做匀速圆周运动的小球C．在粗糙斜面上下滑的物体，下滑过程中受到沿斜面向下的拉力，拉力大小等于滑动摩擦力D．如图所示，在光滑水平面上压缩弹簧的小球解析：所受的合外力为零的物体的运动是匀速直线运动，动能保持不变，但如果物体的高度发生变化，则机械能变化，例如降落伞匀速下降时机械能减少，A错；在光滑水平面上做匀速圆周运动的小球，其动能不变，势能也不变，球的机械能守恒，B对；在粗糙斜面上下滑的物体，在下滑过程中，除重力做功外，滑动摩擦力和沿斜面向下的拉力的合力为零，这两个力所做的功之和为零，物体所受斜面的弹力不做功，所以整个过程中相当于只有重力做功，物体的机械能守恒，C对；在题图压缩弹簧的过程中，弹簧的弹性势能增加，所以小球的机械能减少，但小球和弹簧组成的系统的机械能守恒，D错.答案：BC3.(多选)如图所示，一个铁球从竖直固定在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落，在A点接触弹簧后将弹簧压缩，到B点铁球的速度为零，然后被弹回，不计空气阻力，铁球从A下落到B的过程中，下列说法中正确的是()A．铁球的机械能守恒B．铁球的动能和重力势能之和不断减小C．铁球的动能和弹簧的弹性势能之和不断增大D．铁球的重力势能和弹簧的弹性势能之和先变小后变大解析：对铁球，除了重力对它做功以外，弹簧的弹力也做功，所以铁球的机械能不守恒，但是铁球和弹簧组成的系统机械能守恒，故A错误；铁球和弹簧组成的系统机械能守恒，从A到B的过程中，弹簧被压缩，弹性势能不断增大，则铁球的动能和重力势能之和不断减小，故B正确；铁球从A到B的过程中，重力势能不断减小，则铁球的动能和弹簧的弹性势能之和不断增大，故C正确；铁球刚接触弹簧的一段时间内，弹簧弹力F较小，小于铁球重力，加速度方向向下，铁球加速，随着F变大，加速度减小，当加速度减小到零时速度达到最大，之后铁球继续压缩弹簧，弹簧弹力大于重力，加速度方向向上，铁球做减速运动，直到速度减为零时到达最低点，可见在从A到B过程中，铁球速度先增大后减小，则动能先增大后减小，所以铁球的重力势能和弹簧的弹性势能之和先变小后变大，故D正确．答案：BCD4．物体在一个方向竖直向上的拉力作用下参与了下列三种运动：匀速上升、加速上升和减速上升．关于这个物体在这三种运动中机械能的变化情况，正确的说法是()A．加速过程中拉力做正功，匀速过程中拉力不做功，减速过程中拉力做负功B．物体的重力势能先增加后减少C．匀速上升和加速上升过程中物体机械能增加，减速上升过程中物体机械能减少D．物体机械能一直在增加解析：匀速上升过程中，拉力竖直向上，对物体做正功，根据功能关系可知，物体的机械能增加；加速和减速上升过程中，拉力方向均竖直向上，与速度方向相同，对物体都做正功，由功能关系可知物体的机械能均增加．故三种情况下，物体的重力势能一直增加，机械能一直增加，故D正确．答案：D5.如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上．若以海平面为零势能面，不计空气阻力，则下列说法中正确的是()A ．物体到海平面时的重力势能为mghB ．重力对物体做的功为－mghC ．物体在海平面上的动能为12m v 20＋mgh D ．物体在海平面上的机械能为12m v 20解析：物体到达海平面时位于参考平面上，重力势能为零，A 错；物体运动过程下落了h 高度，重力做功mgh ，B 错；根据机械能守恒定律mgh ＋12m v 20＝12m v 2，即物体在海平面上的机械能E 2＝12m v 2＝mgh ＋12m v 20，C 对，D 错． 答案：C6.如图所示，一轻弹簧固定于O 点，另一端系一重物，将重物从与悬点O 在同一水平面且弹簧保持原长的A 点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力．在重物由A 点摆向最低点B 的过程中，下列说法正确的是( )A．重物的机械能守恒B．重物的机械能增加C．重物的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变D．重物与弹簧组成的系统机械能守恒解析：重物由A点下摆到B点的过程中，弹簧被拉长，弹簧的弹力对重物做了负功，所以重物的机械能减少，故选项A、B错误；此过程中，由于只有重力和弹簧的弹力做功，所以重物与弹簧组成的系统机械能守恒，即重物减少的重力势能，等于重物获得的动能与弹簧的弹性势能之和，故选项C错误，D正确．答案：DB级提能力7．如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长时，圆环高度为h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零，则在圆环下滑到底端的过程中()A．圆环机械能守恒B．弹簧的弹性势能先减小后增大C．弹簧的弹性势能变化了mghD．弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大解析：圆环与弹簧构成的系统机械能守恒，圆环机械能不守恒，A错误．弹簧形变量先增大后减小，所以弹性势能先增大后减小，B 错误．由于圆环与弹簧构成的系统机械能守恒，圆环的机械能减少了mgh，所以弹簧的弹性势能增加mgh，C正确．弹簧与光滑杆垂直时，圆环所受合力沿杆向下，圆环具有与速度同向的加速度，所以做加速运动，D错误．答案：C8.(多选)一长度为2R的轻质细杆两端分别固定质量为m和2m 的小球M和N，两小球可视为质点，细杆的中点处有一轴，细杆可绕其在竖直面内无摩擦地转动．开始时细杆呈竖直状态，N在最高点，如图所示，当装置受到很小扰动后，细杆开始绕过中点的轴转动，则在球N 转动到最低点的过程中，下列说法正确的是( )A ．N 的重力势能减少量等于M 的重力势能增加量B ．细杆对N 做的功的绝对值大于细杆对M 做的功的绝对值C ．运动过程中两球的最大速度均为 4gR 3D ．细杆对N 做的功为－83mgR 解析：N 的重力势能减少量为2mg ·2R ＝4mgR ，M 的重力势能增加量为mg ·2R ＝2mgR ，故A 错误；对两个球组成的系统，重力和细杆的弹力做功，只有重力势能和动能相互转化，系统机械能守恒，故细杆对两个球做功的代数和为零，即细杆对N 做的功的绝对值等于细杆对M 做的功的绝对值，故B 错误；球N 在最低点时两球速度最大，根据系统机械能守恒，有4mgR －2mR ＝12(2m )v 2＋12m v 2，解得v ＝ 4gR 3，故C 正确；对球N ，根据动能定理有4mgR ＋W ＝12(2m )v 2，联立解得W ＝－83mgR ，细杆对N 做的功为－83mgR ，故D 正确．答案：CD9．(多选)由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内．质量为m的小球，从距离水平地面高为H的管口D处静止释放，最后能够从A 端水平抛出落到地面上．下列说法正确的是()A．小球能从细管A端水平抛出的条件是H＞2RB．小球能从细管A端水平抛出的最小高度H min＝5R 2C．小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2RH－4R2D．小球落到地面时相对于A点的水平位移值为22RH－4R2解析：小球经过A点的最小速度为0，由机械能守恒定律得mg(H min－2R)＝0，故D点的最小高度H min＝2R，要使小球能从A点水平抛出，需H＞2R，A对，B错；由机械能守恒定律，mg(H－2R)＝12m v 2A，解得v A＝2g（H－2R）.而2R＝12gt2，x＝v A t，故x＝22RH－4R2，C错，D对．答案：AD10．如图所示，物体A 和B 用通过定滑轮的细绳相连．A 物体的质量为1.36 kg ，B 物体的质量为1 kg.物体A 能沿竖直杆无摩擦滑动，杆与滑轮的水平距离为l ＝0.3 m ．物体B 放在倾角α＝37°的斜面上，物体B 与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.625.开始时先托住物体A ，使绳子的AO 段水平，当放手后物体A 从静止开始下滑h ＝0.4 m 时，忽略其他阻力及滑轮、绳子的质量，sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，g 取10 m/s 2，试求：(1)从放手到物体A 下降h ＝0.4 m 的过程中，系统产生的热量；(2)物体B 的速度大小．解析：(1)A 下降h 的过程中，B 在斜面上运动的距离为s ＝h 2＋l 2－l ＝0.2 m ，则产生的热量Q ＝fs ＝μm B gs cos α＝1 J.(2)A 下降0.4 m 时，由几何关系知v A ＝54v B ，整个过程中，A 下降h ＝0.4 m ，B 沿斜面上升s ＝0.2 m ．A 、B 和斜面组成的系统能量守恒，则有m A gh ＝m B gs sin α＋μm B gs cos α＋12m A v 2A ＋12m B v 2B ，解得v B ＝1.44 m/s.答案：(1)1 J (2)1.44 m/s11.如图是检验某种防护罩承受冲击能力的装置，M 为半径R ＝1.6 m 、固定于竖直平面内的光滑半圆弧轨道，A 、B 分别是轨道的最低点和最高点；N 为防护罩，它是一个竖直固定的14圆弧，其半径r ＝455m ，圆心位于B 点．在A 放置水平向左的弹簧枪，可向M 轨道发射速度不同的质量均为m ＝0.01 kg 的小钢珠，弹簧枪可将弹性势能完全转化为小钢珠的动能．假设某次发射的小钢珠沿轨道恰好能经过B 点，水平飞出后落到N 的某一点上，取g ＝10 m/s 2.求：(1)钢珠在B 点的速度大小；(2)发射该钢珠前，弹簧的弹性势能E p ；(3)钢珠从M 圆弧轨道B 点飞出至落到圆弧N 上所用的时间． 解析：(1)在B 处对小钢珠进行受力分析，由牛顿第二定律mg ＝m v 2B R 得v B ＝gR ＝4 m/s. (2)从发射钢珠到上升至B 点过程，由机械能守恒定律E p ＝ΔE p ＋ΔE k ＝mg 2R ＋12m v 2B 得E p ＝0.4 J.(3)钢珠做平抛运动，有h ＝12gt 2； x ＝v B t ；x 2＋h 2＝r 2.联立解得t ＝0.4 s.答案：(1)4 m/s (2)0.4 J (3)0.4 s。
《机械能守恒定律》教课方案一、【教材剖析】机械能守恒定律是人教版教材必修二第七章第八节的知识，这一节的内容与本章的各节内容有密切的逻辑关系，是全章知识链中重要的一环，机械能守恒定律的研究成立在前方所学知识的基础上，而机械能守恒定律又是广泛的能量守恒定律的一种特别状况，教材经过“做一做”小实验展现了与研究守恒量的联系，经过多个详细实例，先猜想动能和势能的互相转变的关系，引出对机械能守恒定律及守恒条件的研究，联系重力势能和重力做功及弹性势能与弹力做功的关系的学习，由定性剖析到定量计算，逐渐深入，最后得出结论，并经过应用使学生领悟定律在解决实质问题时的优胜性。
本设计力争经过生活实例和物理实验 , 展现有关情形，激发学生的求知欲，引出对机械能守恒定律的研究 , 表现从“生活走向物理”的理念 , 经过成立物理模型, 由浅入深进行研究 , 让学生领悟科学的研究方法 , 并经过规律应用稳固知识 , 领会物理规律对生活实践的作用。
二、【学习目标】（一）知识和技术1.知道机械能的含义，理解物体动能和势能间的互相转变。
2.理解机械能守恒定律的内容和守恒条件。
3.能用机械能守恒定律剖析生活中的详细问题。
（二）过程与方法经过让学生剖析物理模型理解功能关系，培育学生剖析问题解决问题的能力。
（三）感情态度与价值观培育研究物理知识的兴趣和科学谨慎的态度。
三、【学习重难点】重点：机械能守恒定律的应用难点：机械能守恒定律合用条件的理解判断四、【教课过程】（一）复习回首指引学生回首复习以下三个问题，让学生作答。
1、动能，动能定理。
2、重力势能，重力做功与重力势能变化量之间的关系。
3、弹性势能，弹力做功与弹性势能变化量之间的关系。
设计企图：让学生对前方的知识进行再回首，再次领会做功和能量变化之间的关系，为本节课的学习做好铺垫。
（二）情境导入经过展现学生常有的物理模型，比如：小球在斜面上的转动以及物体对弹簧的挤压，领会功和能之间的转变，联合学生的预习状况引出本节课所要学习的内容 - 机械能。
