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课题:机械能守恒定律

作者:佚名 来源: 发布时间:2013年03月09日
 

课题:机械能守恒定律

主备:丁树兵              第 1 课时  总第 1 课时

【教学目标】1.掌握机械能守恒的条件,会判断物体机械能是否守恒.

2.掌握机械能守恒定律的三种表达式,理解其物理意义,能在解决问题时合理选用.

【教学重点】掌握机械能守恒的条件,会判断物体机械能是否守恒.

【教学难点】理解其物理意义,能在解决问题时合理选用

【教    具】

 

【教学过程】

一、重力势能与弹性势能

 [基础导引]

1.如图1所示,质量为m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置,在空中达到的最高点2的高度为h.

 

图1

(1)足球由位置1运动到位置2时,重力所做的功是多少?足球克服重力所做的功是多少?足球的重力势能增加了多少?

(2)足球由位置2运动到位置3时,重力所做的功是多少?足球重力势能减少了多少?

2.如图2所示,质量m=0.5 kg的小球,从桌面以上高h1=1.2 m的

A点下落到地面上的B 点,桌面高h2=0.8 m.在表格的空白处按

要求填入数据.

 

                                                                                                       图2

 

所选择的

参考平面

小球在A

的重力势能

小球在B

点的重

力势能

整个下落

过程中小

球重力

做的功

整个下落

过程中小

球重力势

能的变化

桌面

 

 

 

 

地面

 

 

 

 

[知识梳理]

1.重力势能

(1)重力做功的特点

①重力做功与________无关,只与初末位置的__________有关.

②重力做功不引起物体__________的变化.

(2)重力势能           

①概念:物体由于________而具有的能.

②表达式:Ep=________.

③矢标性:重力势能是________,正负表示其________.

(3)重力做功与重力势能变化的关系

①定性关系:重力对物体做正功,重力势能就________;重力对物体做负功,重力势能就________.    

②定量关系:重力对物体做的功________物体重力势能的减少量.即WG=-(Ep2Ep1)=________.

2.弹性势能

(1)概念:物体由于发生____________而具有的能.

(2)大小:弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关,弹簧的形变量________,劲度系数________,弹簧的弹性势能越大.

(3)弹力做功与弹性势能变化的关系类似于重力做功与重力势能变化的关系,用公式表示:W=________.

二、机械能及其守恒定律

[基础导引]

1.如图3所示,质量为m的小球从光滑曲面上滑下,当它到

达高度为h1的位置A时,速度大小为v1;当它继续滑下到

高度为h2的位置B时,速度大小为v2.

(1)根据动能定理列出方程,描述小球在AB两点间动能的关系;

(2)根据重力做功与重力势能的关系,把以上方程变形,以反映出                 图3

小球运动过程中机械能是守恒的.

2.神舟五号飞船从发射至返回的过程中,哪些阶段返回舱的机械能是守恒的(  )

A.飞船升空的阶段

B.飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段

C.飞船在空中减速后,返回舱与轨道舱分离,然后在大气层以外向着地球做无动力飞行

D.进入大气层并运动一段时间后,降落伞张开,返回舱下降

[知识梳理]

1.机械能

________和________统称为机械能,即E=________,其中势能包括____________和____________.

2.机械能守恒定律

(1)内容:在只有____________做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能____________.

(2)表达式:    

Ek1Ep1=________________.(要选零势能参考平面)

②ΔEk=________.(不用选零势能参考平面)

③ΔEA=________.(不用选零势能参考平面)

:物体所受合外力为零,物体的机械能一定守恒吗?举例说明.、

 

典例剖析

例1 木块静止挂在绳子下端,一子弹以水平速度射入木块

并留在其中,再与木块一起共同摆到一定高度如图4所示,

从子弹开始射入到共同上摆到最大高度的过程中,下列说

法正确的是                                                   (  )

A.子弹的机械能守恒                                                                                  图4

B.木块的机械能守恒

C.子弹和木块的总机械能守恒

D.以上说法都不对

典例剖析

例2 如图6所示,一轻杆可绕O点的水平轴无摩擦地

转动,杆两端各固定一个小球,球心到O轴的距离分

别为r1r2,球的质量分别为m1m2,且m1>m2r1>r2,                图6

将杆由水平位置从静止开始释放,不考虑空气阻力,求

小球m1摆到最低点时的速度是多少?

 

5.运用机械能守恒定律处理竖直平面内的圆周运动模型

例3 如图8所示是为了检验某种防护罩承受冲击力的装置,

M是半径为R=1.0 m的固定在竖直平面内的光滑圆弧轨

道,轨道上端切线水平.N为待检验的固定曲面,该曲面

在竖直面内的截面为半径r= m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的下端相切

处放置竖直向上的弹簧枪,可发射速度不同的质量为m=                            图8

0.01 kg的小钢珠.假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M的上端点,水平飞出后落到曲面N的某一点上,取g=10 m/s2.问:

(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上时的动能Ek多大?(结果保留两位有效数字)

 (2)若小球静止释放处离C点的高度h小于(1)中H的最小值,小球可击中与圆心等高的E点,求h.

 

【二次备课】

【作业布置】                                                    

 

【教学后记】

 

 

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