《第四节 机械能守恒定律》探究学案 一、探究动能变化与势能变化的“不变”规律： 情景一：如图，一个质量为m的小球自由下落，下落到高度为h1的A点时速度为v1，下落到高度为h2的B点时速度为v2, （用含字母的式子表示下列物理量）小球从位置A到位置B过程： （1） 重力势能转化为 动能。如果重力势能减少100J，是不是这100J全部转化为动能？ 。 （2）能量的转化是通过什么来实现的？ 。 （3）如何推导证明？ 找“重力势能的变化”：（以地面为零势能面） ① 由概念：ΔEP = ;① ② 由功能对应关系:重力势能的变化对应 做功： ΔEP = . ② 找“动能的变化”： ③ 由概念：ΔEK = ; ③ ④ 由动能定理：动能的变化对应 做功：ΔEK = ; ④ 将③④方程联立，得： ⑤ 。（等号两边分别表示什么意义？） 将⑤移项，得： ⑥ 。（等号两边分别表示什么意义？） 联立①②④，得： 。（什么意义？） 有什么发现？ . 情景二：一质量为m的物体由光滑斜面顶滑下， 下滑过程，物体的机械能是否守恒？ 二、机械能守恒需要条件吗？ 堂上讨论：将情景二变化为如下的两种情况，物体的机械能是否还守恒？ F V1 F V1 F V2 F h1 V2 hh2 h2 A、光滑斜面，给物体加一个垂直B、光滑斜面，给物体加一个沿斜 斜面向上的恒力。 面向上的恒力。 观察对比实验. 为什么同是加一个力，出现不同的结果？ 机械能守恒需要什么条件？ 。 三、总结机械能守恒定律： 1、定律内容： 。 2、适用条件： 。 3、表达式： （1）总量式： 初态的机械能 = 末态机械能 ； （此种表达式要选定零势能参考面） （2）变量式： 减少的 = 增加的 。 （此种表达式不用选定零势能参考面） 4、推广：若存在弹力做功，涉及弹性势能的转化，什么条件下机械能守恒？ V1 四、机械能理解、应用 1、你能解释引入实验现象吗？ 2、判断下列过程是否满足机械能守恒： ①竖直上抛运动 （ ） A ②平抛运动 （ ） h1 ③月球表面静止释放的一根羽毛. （ ） ④起重机吊起重物 （ ） ⑤物体从光滑圆弧轨道下滑 （ ） ⑥人乘电梯下楼 （ ） ⑦轻绳吊着小球在竖直平面内做圆周运动(忽略空气阻力) （ ） 推导过程：（以地面为零势能面） h1 找“重力势能的变化”：（以地面为零势能面） ① 由概念：ΔEP = ;① h2 ② 由功能对应关系: ΔEP = . ② 找“动能的变化”： ③ 由概念：ΔEK = ; ③ ④ 由动能定理：ΔEK = ; ④ 将③④方程联立，得： ⑤ 。（等号两边分别表示什么意义？） 将⑤移项，得： ⑥ 。（等号两边分别表示什么意义？） 情景二中的物体比情景一中的物体多受到一个支持力.为什么结果还相同？ V2 B O h2 五、练习： 1、下列说法正确的是 （ ） A、物体只受到重力，机械能一定守恒 B、物体机械能守恒，一定只受重力 C、物体机械能守恒，一定只有重力和弹力做功 D、只有重力和弹力做功，物体机械能一定守恒 2、从距地面高h高处以速度V0水平飞行的飞机上投掷的物体m，在忽略空气阻力的情况下，该物体落地过程的运动轨迹如图所示，以地面为参考面。下列判断中正确的是 （ ） A、物体在a点的机械能等于1mV20a 2 B、物体在b点的机械能等于mghb b C、物体在c点的机械能等于mg(h-hc) h ha D、物体在a、b、c三点的机械能都等于1hb c 2mV20mgh hc 总结体会： 。 3、如图：小球由A自由下落，压到弹簧，至最低点D。 A：小球自由下落起点 B：小球与弹簧开始接触点 C：小球受的弹力与重力平衡点 D：小球运动最低点 列出小球机械能守恒的过程： 4、如图，质量为m的小球从离桌面H高处由静止自由下落，桌面离地面的高度为h。 （1）若以桌面为参考面，落到地面时。则： 小球具有的机械能为 。 小球具有的重力势能为 。 H 小球具有的动能为 。 总结体会： h ①怎么找机械能？ ②怎么找动能？ ③怎么找重力势能？ （2）若以地面为参考面，落到地面时。则： 小球具有的机械能为 。 小球具有的重力势能为 。 小球具有的动能为 。 （3）若以开始点为参考面，落到地面时。 小球具有的机械能为 。 小球具有的重力势能为 。 小球具有的动能为 。 5、足球比赛罚点球时，足球以初速度25m/s飞出，打在离地面2.4m高的门柱上，此时足球的速度约为多大？（忽略空气阻力） 6、机械能的变化对应什么力做功？ 试推导，填好下表： 重力势能的变化 重力做功 动能的变化 合力做功 机械能的变化 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/cf83904fd5d8d15abe23482fb4daa58da1111c01.html