人教版高一物理必修二第六章机械能守恒定律学案

机械能守恒定律学案

【学习重点】

1. 机械能。

2. 机械能守恒定律以及它的含义和适用条件。

【学习难点】 机械能守恒定律以及它的含义和适用条件。

【学习内容】

一、机械能E

1．定义：物体由于做机械运动而具有的能叫机械能。用符号E 表示，它是动能和势能(包括重力势能和弹性势能)的统称。

2．表达式：E=E K +E P

3．注意：①机械能是即时量。②机械能是标量。③机械能具有相对性。

机械能的几种不同形式之间可以相互转化。举例：如自由落体和竖直上抛过程中，重力势能和动能之间发生相互转化。

二、机械能守恒定律

1．推导：

2．定律的表述：

因研究对象的选取不同，机械能守恒定律有以下三种表述：

只有重力做功系统或只有弹簧弹力做功系统或只有重力和弹簧弹力做功系统中的机械能守恒定律。

3．表达式：（1）222

121v m h mg mv mgh '+'=+

， 即k p k p E E E E '+'=+； （2）p K E E ∆-=∆， 0

=∆+∆k P E E （3）B A E E ∆-=∆

4．适用条件：只有系统内的重力或弹簧弹力做功，其他力不做功或做功的代数和为零。

5．物理意义：定律包含两层意思：一是机械能的几种不同形式(动能与势能)之间相互转化，其转化的条件是系统内的重力或弹簧的弹力做功。二是机械能的总量保持不变，其条件是只有系统内的重力或弹簧的弹力做功。“守恒”是一个动态概念，指在动能和势能相互转化的整个过程中的任何时刻、任何位置的机械能的总量总保持恒定不变。

6． 对定律的理解：

(1)机械能守恒定律指出了重力和弹性力对物体(或系统)的做功过程，必然伴随着物体(或系统)的动能和势能、或势能和动能之间相互转化的过程。因此，“守恒”是一个动态概念，它与“不变”不同。

(2)机械能守恒的条件必须是“只有重力和弹性力做功．没有其他外力做功”。不能把定律的成立条件说成是“只有重力和弹性力的作用”，“作用”与“做功”是不同的两个物理概念，不能相混．这里的弹性力，在中学物理中狭义地指弹簧中的弹力。

1．关于机械能守恒定律适用条件的下列说法中正确的是( )

A．只有重力和弹性力作用时，机械能守恒。

B．当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能守恒。

C．当有其它外力作用时，只要合外力的功为零，机械能守恒。

D．炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒

三、判断机械能守恒的方法

１、从做功的角度分析

2、从能量转化的角度分析：

2、在下列实例中，不计空气阻力，机械能守恒的是( )

A．作自由落体运动的物体。 B．小球落在弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起。

C．沿光滑曲面自由下滑的物体。D．起重机将重物匀速吊起。

3、如图所示，两个质量相同的物体A和B，在同一高度处，A物体自由落下，B物体沿光滑斜面下滑，则它们到达地面时(空气阻力不计)( )

A．速率相同，动能相同。

B．B物体的速率大，动能也大。

C．A、B两物体在运动过程中机械能都守恒。

D．B物体重力所做的功比A物体重力所做的功多。

4．关于机械能是否守恒的叙述，正确的是( )

A．作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒。B．作匀变速运动的物体机械能可能守恒。

C．外力对物体做功为零时，机械能一定守恒。

D．只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒

5.如图所示，竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，质量为m的小球，从轻弹簧的正上方某一高处自由落下，并将弹簧压缩，直到小球的速度变为零．对于小球、轻弹簧和地球组成的系统，在小球开始与弹簧接触到小球的速度变为零的过程中，有( )

A．小球的动能和重力势能的总和越来越小，小球的动能和弹性势能的总和越来越

大

B．小球的动能和重力势能的总和越来越小，小球的动能和弹性势能的总和越来越

小

C．小球的动能和重力势能的总和越来越大，小球的动能和弹性势能的总和越来越

大

D．小球的动能和重力势能的总和越来越大，小球的动能和弹性势能的总和越来越小

6．质量为0．5kg的物体以加速度g／2竖直下落5m时，物体的动能为_________J，重力势能减少_________J，在此过程中，物体的机械能__________(填：守恒或不守恒)。

7．在水平地面上以10m/s的初速度斜向上方抛出一个石块，一次初速度方向与地面成60°角，另一次与地面成30°角，石块落回地面时速度的大小是否相同，各是多大?

机械能守恒定律作业

1．下列说法中，正确的是( )

A．机械能守恒时，物体一定不受阻力。

B．机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用。

C．物体处于平衡状态时，机械能必守恒。

D．物体所受的外力不等于零，其机械能也可以守恒。

2．如图所示，距地面h高处以初速度Vo沿水平方向抛出一个物体，不计空气阻力，物体在下落过程中，下列说法正确的是( )

A．物体在c点比a点具有的机械能大。

B．物体在a点比c点具有的动能大。

C．物体在a、b、c三点具有的动能一样大。

D．物体在a、b、c三点具有的机械能相等。

3．从离地面h高处以初速v0，分别向水平方向、竖直向上、竖直向下抛出a，b，c三个质量相同的小球，则它们( )

A．落地时的动能相同 B．落地时的动能大小是E kc＞E ka＞E kb

C．落地时重力势能的减少量相同

D．在运动过程中任一位置上的机械能都相同。

4．自由落下的小球，从接触竖直放要的弹簧开始到弹簧被压缩到最大形变的过程中，下列说法中正确的是( )

A．小球的动能逐渐减小。 B．小球的重力势能逐渐减小。

C．系统的机械能逐渐减小。 D.系统的机械能保持不变。

5．如图所示，从高H的平台上，以初速度v O抛出一个质量为m

的小球，当它落到抛出点下方h处时的动能为( )

A．1/2mv02+mgH B．1/2mv02+mgh