1、PAGE PAGE 3用心 愛心 專心2.3能量守恒定律學(xué)案8【學(xué)習(xí)目標(biāo)】通過實(shí)驗(yàn)?zāi)茯?yàn)證機(jī)械能守恒定律。理解機(jī)械能守恒定律。會用機(jī)械能守恒定律分析生活和生產(chǎn)中的有關(guān)問題。 了解自然界中存在多種形式的能量。知道能量守恒定律是最基本，最普遍的自然規(guī)律之一?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】掌握物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能；能夠應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決有關(guān)問題。【知識要點(diǎn)】1.機(jī)械能(1)定義：機(jī)械能是動能、重力勢能和彈性勢能的統(tǒng)稱.(2)機(jī)械能的相對性因重力勢能、彈性勢能具有相對性,故機(jī)械能也具有相對性.(3)機(jī)械能的系統(tǒng)性機(jī)械能守恒定律的研究對象是系統(tǒng).由于機(jī)械能包括重力勢能和彈性勢能,

2、而凡是勢能總是相互作用的物體所共有的能,所以勢能是屬于系統(tǒng)的,于是機(jī)械能也是一個系統(tǒng)所具有的.2.機(jī)械能守恒定律(1)內(nèi)容在只有重力和彈簧彈力對物體做功的情況下,物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化,物體機(jī)械能總量保持不變.E1=E2或Ek1+Ep1Ek2+Ep2或EpEk其中E1表示開始時系統(tǒng)的機(jī)械能,包括初狀態(tài)時系統(tǒng)內(nèi)各個物體的動能與勢能;E2表示末態(tài)時系統(tǒng)的機(jī)械能,包括末狀態(tài)時系統(tǒng)內(nèi)各個物體的動能與勢能.(2)條件機(jī)械能守恒的條件可以有兩類表述:一類是從做功的特點(diǎn)表述,另一類是從能的轉(zhuǎn)化表述,其實(shí)質(zhì)是一致的.從做功的特點(diǎn)表述,可正面敘述為：只有系統(tǒng)內(nèi)部的重力和彈力做功.或反面敘述為：既無外力做功

3、又無其他內(nèi)力做功.從能的轉(zhuǎn)化表述,可正面敘述為：只有系統(tǒng)內(nèi)部的動能、重力勢能、彈性勢能之間的轉(zhuǎn)化.或反面敘述為：既無外界能量與系統(tǒng)內(nèi)部機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移,也沒有系統(tǒng)內(nèi)部其他能量與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化.方法：(1)機(jī)械能守恒定律應(yīng)用的基本思路根據(jù)題意,選取研究對象(物體或相互作用的物體系)；分析研究對象在運(yùn)動過程中所受各力的做功情況,判斷是否符合機(jī)械能守恒的條件；若符合定律成立的條件,先要選取合適的零勢能的參考平面,確定研究對象在運(yùn)動過程中初、末狀態(tài)的機(jī)械能的值；據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程,并代入數(shù)值求解.(2)判斷機(jī)械能守恒的方法：判斷系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用是否只有重力和彈力.如果有別的力,這個力

4、是否做功及外界是否對系統(tǒng)不做功;根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化判斷：對于一個物體或系統(tǒng),分析是否只存在動能和重力勢能(彈性勢能)的相互轉(zhuǎn)化.如果只存在動能和重力勢能(彈性勢能)的相互轉(zhuǎn)化,則機(jī)械能守恒.否則,機(jī)械能不守恒.3.能量轉(zhuǎn)化與守恒定律能量既不會憑空產(chǎn)生,也不會憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體.【典型例題】【例1】 在高為h的地方以速度v豎直向上運(yùn)動的物體,如果只受重力作用,則它的動能是重力勢能2倍時的高度是多少？解析：物體只受重力作用,則機(jī)械能守恒.那么就有E1E2物體的初始位置在h高處,在此處物體既有動能也有重力勢能.即E1=mgh+mv2.物體的末位置在新高

5、處,此處物體的動能恰好是重力勢能的2倍.則此時物體具有的機(jī)械能是：E2=mgh2+mv22.動能是重力勢能的2倍,可寫成代數(shù)式：mv22=2mgh2所以h2=h/3+v2/6g.【達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】1一人站在高為H的懸崖邊上,向斜上方拋出一個小球,拋出的速度為v0,則物體落到地面上的速度大小為多少?2.如圖所示,一根輕彈簧下端固定,豎立在水平面上.其正上方A位置有一只小球.小球從靜止開始下落,在B位置接觸彈簧的上端,在C位置小球所受彈力大小等于重力,在D位置小球速度減小到零.小球下降階段下列說法中正確的是A.在B位置小球動能最大B.在C位置小球動能最大C.從AC位置小球重力勢能的減少大于小球動能的增加

6、D.從AD位置小球重力勢能的減少等于彈簧彈性勢能的增加3.一人站在陽臺上,以相同的速率分別把三個球豎直向下拋出、豎直向上拋出、水平拋出,不計(jì)空氣阻力,則三球落地時的速率A.上拋時最大B.下拋時最大C.平拋時最大D.三種情況下一樣大4.從離地高為H的陽臺上以速度v豎直向上拋出質(zhì)量為m的物體,它上升h后又返回下落,最后落在地面上.則下列說法中正確的是(不計(jì)空氣阻力,以地面為參考面)A.物體在最高點(diǎn)時機(jī)械能為mg(H+h)B.物體落地時的機(jī)械能為mg(H+h)+mv2/2C.物體落地時的機(jī)械能為mgH+mv2/2D.物體在落回過程中,過陽臺時的機(jī)械能為mgH+mv2/25.質(zhì)量為m的物體從距地面h高處由靜止開始以加速度a=g/3豎直下落到地面.在這個過程中A.物體的動能增加mgh/3B.物體的重力勢能減少mgh/3C.物體的機(jī)械能減少2mgh/3D.物體的機(jī)械能保持不變6.從高處自由下落的物體,它的機(jī)械能E隨高度變化的規(guī)律由圖所示的