2019-2020年人教版高中物理必修二7.8机械能守恒定律最新精品导学案设计
2019-2020年人教版高中物理必修二7.8机械能守恒定律最新精品导学案设计1.知道机械能的各种形式,能够分析动能与势能(包括弹性势能)之间相互转化的问题。
2.能够根据动能定理和重力做功与重力势能变化间的关系,推导机械能守恒定律。
3.会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒,运用机械能守恒定律解决有关问题。
4.能从能量转化的角度理解机械能守恒的条件,领会运用机械能守恒定律解决问题的优越性。
重点难点:理解机械能守恒的条件,运用机械能守恒定律解决实际问题。
教学建议:在研究动能和势能相互转化时,为使教学更充分,除教材中的例子外,还可以引导学生列举生活中的常见实例;教材“思考与讨论”中设置了具体的情景,教师可根据这一情景给出具体的数据,让学生计算,在学生得出的结论的基础上,教师可以进一步推广到一般情况下,如果除重力、弹力外还有其他力做功,则物体的机械能就要改变,其他力做多少功,机械能就改变多少。
导入新课:《机械能》这一章的第一节叫“追寻守恒量——能量”,守恒是一个在各个领域人们都不断探求的规律,只是不同条件可能满足的是不同的守恒。
那么我们今天就来研究在什么情况下机械能会守恒。
1.动能和重力势能之间可以相互转化。
例如,物体自由下落或沿光滑斜面下落时,重力对物体做①正功,物体的②重力势能减少,③动能增加。
将物体以一定的初速度上抛或沿光滑斜面上升时,重力做④负功,物体的⑤重力势能增加,⑥动能减少。
2.动能和弹性势能之间也可以相互转化。
例如,像图甲那样,以一定速度运动的小球能使弹簧压缩,这时小球⑦克服弹力做功,使动能转化成弹簧的⑧弹性势能;小球速度减为零以后,被压缩的弹簧又能将小球弹回(如图乙所示),这时弹力对小球⑨做正功,又使弹簧的⑩弹性势能转化成小球的动能。
3.机械能重力势能、弹性势能和动能统称为机械能。
在重力或弹力做功时,不同形式的机械能可以发生相互转化。
4.机械能守恒定律在只有重力或弹力(弹簧)做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变,这就是机械能守恒定律。
1.机械能守恒定律是指一个过程中只有初、末状态的机械能相等还是任意两个状态的机械能相等?解答:过程中任意两个状态的机械能相等。
2.固定的斜面对在其表面运动的物体的支持力是不会做功的,这话对吗?解答:对。
3.物体运动时,如果有滑动摩擦力做功,其机械能可能守恒吗?解答:可能。
主题1:机械能的概念问题:阅读教材中“动能与势能的相互转化”标题下面的内容,完成下面的填空,并归纳出什么是机械能。
在物体运动过程中,动能与势能之间相互转化的原因是什么?(1)物体沿光滑斜面下滑时转化为。
(2)弓箭手拉弓射箭过程转化为。
(3)物体冲上斜面时转化为。
解答:(1)重力势能动能(2)弹性势能动能(3)动能重力势能结论:①在机械运动中,动能、重力势能与弹性势能之间具有密切的联系,我们把动能和势能统称为机械能。
②物体在运动过程中,通过重力做功或弹力做功,机械能可以从一种形式转化为另一种形式。
知识链接:机械能只包括动能、重力势能和弹性势能这三种形式的能量,其他形式的能(如电能、内能)是不属于机械能范畴的。
主题2:机械能守恒定律问题(1):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,速度的大小为v1,滑到高度为h2的位置B时,速度大小为v2。
小球受几个力?各个力的做功情况如何?请你根据动能定理和重力做功与重力势能变化的关系找出小球由h1下落到h2过程中机械能的变化关系。
解答:小球在运动过程中,受重力和支持力,只有重力对小球做功。
根据动能定理,有W G=m-m下落过程中重力对物体做功,重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。
取地面为参考平面,有:W G=mgh1-mgh2由以上两式可以得到:m-m=mgh1-mgh2移项得:m+mgh2=m+mgh1。
问题(2):如图所示,水平放置的轻弹簧放在光滑的水平面上,将弹簧向左压缩,然后释放与弹簧相连的小球。
小球运动到最右端的过程中,小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?能量是如何转化的?解答:小球运动到最右端的过程中受重力G、支持力F N、弹簧的弹力F。
在这个运动过程中只有弹簧的弹力F对小球做功,能量的转化情况是弹性势能先转化为动能,然后动能又转化为弹性势能,在转化过程中总的能量不变。
问题(3):①根据问题(1)(2)你能得到什么结论?②在问题(1)中,如果曲面是粗糙的,小球沿曲面还是由高度为h1的位置A滑到高度为h2的位置B,重力做功相等吗?重力势能的变化相等吗?动能的变化相等吗?③阅读教材中“机械能守恒定律”标题下面的内容,写出机械能守恒定律内容及表达式。
④机械能守恒的条件是什么?你如何理解这个守恒条件?解答:①由问题(1)可得,只有重力做功的物体系统内,动能和重力势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。
由问题(2)可得,在只有弹力做功的物体系统内,动能和弹性势能可以相互转化,物体与弹簧组成的系统的机械能也保持不变。
②重力做功相等,重力势能的变化也相等,由于有摩擦力做功,因此动能的变化比原来小。
③内容是在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能和势能可以相互转化,系统总的机械能保持不变。
表达式为E k2+E p2=E k1+E p1。
④守恒条件是系统内只有重力或弹力做功。
由于重力做功只能引起动能和重力势能的相互转化,弹簧的弹力做功只能引起动能和弹性势能的相互转化,且动能、重力势能和弹性势能都属于机械能,所以只有重力或弹力做功的情况下,机械能守恒。
知识链接:机械能守恒的条件是①从做功的角度看,只有重力或弹力做功。
②从能量特点看,只有系统动能和势能之间相互转化,无其他形式能量之间(如内能)的转化。
主题3:机械能守恒定律的应用问题:(1)应用机械能守恒定律解题有哪些步骤?(2)机械能守恒定律有哪几种表达形式?(3)比较应用机械能守恒定律与动能定理解题方法的异同,并完成表格。
解答:(1)应用机械能守恒定律解题的步骤如下。
①选取研究对象(物体或系统)。
明确研究对象的运动过程,分析研究对象在运动过程中的受力情况,弄清各力做功情况,判断机械能是否守恒。
②选取恰当的参考平面,确定研究对象在初、末状态的机械能。
③根据机械能守恒定律,列方程求解。
(2)常见的表达式有以下几种:①E1=E2(E k1+E p1=E k2+E p2),即初状态的机械能等于末状态的机械能。
②ΔE k=-ΔE p,即动能(或势能)的增加量等于势能(或动能)的减少量。
③ΔE A=-ΔE B,即A物体机械能的增加量等于B物体机械能的减少量。
(3)知识链接:用机械能守恒定律解决问题,只需考虑运动的初、末状态,不必考虑两个状态间的过程细节。
1.下列关于机械能是否守恒的叙述,正确的是()。
A.做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒B.做加速运动的物体机械能不可能守恒C.合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时,物体机械能一定守恒【解析】只有重力做功或弹簧弹力做功,其他力不做功或做功等于零时,物体的机械能守恒,选项D正确。
【答案】D【点评】机械能守恒的条件可以从多个角度来说,重要的是理解它的实质。
2.如图所示,桌面高为h,质量为m的小球从离桌面高H处自由落下,不计空气阻力,假设桌面处的重力势能为零,则小球落到地面前瞬间的机械能为()。
A.mghB.mgHC.mg(H+h)D.mg(H-h)【解析】设桌面处的重力势能为零,则小球开始下落时的机械能为mgH。
因小球自由下落过程中,机械能守恒,故小球落地前瞬间的机械能为mgH,选项B正确。
【答案】B【点评】在机械能守恒的情况下,任意位置的机械能都是一样的。
3.如图所示,在水平桌面上的A点处有一个质量为m的物体,以初速度v0抛出该物体,不计空气阻力,当它到达B点时,其动能为()。
A.m+mgHB.m+mgh1C.mgH-mgh2D.m+mgh2【解析】设B点处重力势能为零,由机械能守恒得mgh1+m=mv2,到达B点的动能mv2=mgh1+m,B对。
【答案】B【点评】本题也可以根据平抛运动规律来求解,结果也是一样的,但运算过程复杂一些。
4.如图所示,一轻质弹簧竖立于地面上,质量为m的小球自弹簧正上方h高处由静止释放,则从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短(弹簧的形变始终在弹性限度内)的过程中,下列说法正确的是()。
A.小球的机械能守恒B.重力对小球做正功,小球的重力势能减小C.由于弹簧的弹力对小球做负功,所以弹簧的弹性势能一直减小D.小球的加速度一直减小【解析】小球与弹簧作用过程,弹簧弹力对小球做负功,小球的机械能减小,转化为弹簧的弹性势能,使弹性势能增加,因此选项A、C错误;小球下落过程中重力对小球做正功,小球的重力势能减小,选项B正确;分析小球受力情况,由牛顿第二定律得mg-kx=ma,随弹簧压缩量的增大,小球的加速度a先减小后增大,故选项D错误。
【答案】B【点评】本题既涉及机械能守恒问题,也涉及动力学问题。
拓展一、机械能守恒的判定方法1.如图所示,A、B构成的系统,忽略绳的质量和绳与滑轮间的摩擦,原来在外力作用下系统处于静止状态。
撤去外力后,A向下、B向上运动的过程中,下列说法正确的是()。
A.A的重力势能减小,动能增加B.B的重力势能增加,动能减少C.A、B的总机械能守恒D.A、B的总机械能不守恒【分析】判断机械能是否守恒时,必须明确研究对象或系统,并分析做功的分别有哪些力,是否满足机械能守恒的条件。
【解析】对于A、B构成的系统,没有其他形式的能量和机械能转化,只有动能和重力势能的转化,所以系统的机械能守恒,C正确。
对于A物体,绳子的拉力做了负功,所以机械能不守恒。
同理,绳子的拉力对B做了正功,B物体的机械能不守恒,A、B的机械能发生了转移,但总量保持不变。
【答案】AC【点评】机械能守恒的判断方法如下。
①利用机械能的定义判断(直接判断):若物体动能、势能均不变,机械能不变。
若一个物体动能不变,势能变化,或势能不变,动能变化,或动能和势能同时增加(减少),其机械能一定变化。
②用做功判断:若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功,虽受其他力,但其他力不做功,机械能守恒。
③用能量转化判断:若物体系统中只有动能和势能的相互转化,而无机械能与其他形式的能的转化,则物体系统机械能守恒。
拓展二、机械能守恒定律的应用2.如图所示,竖直平面内的圆弧形光滑管道半径略大于小球半径,管道中心到圆心距离为R,A端与圆心O等高,AD为水平面,B点在O点的正下方,一小球自A点正上方静止释放,自由下落至A点进入管道,当小球到达B点时,管壁对小球的弹力大小为小球重力的9倍。
求:(1)小球到B点时的速度。
(2)释放点距A点的竖直高度。
(3)落点C与A点的水平距离。
高中物理 第七章 机械能守恒定律 7.8 机械能守恒定律导学案 新人教版必修2(2021年整理)
河北省石家庄市高中物理第七章机械能守恒定律7.8 机械能守恒定律导学案新人教版必修2编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（河北省石家庄市高中物理第七章机械能守恒定律7.8 机械能守恒定律导学案新人教版必修2）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第七章 第八节 机械能守恒定律【学习目标】1.知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化；2。
明确机械能守恒定律的内容，知道它的含义和守恒条件；3。
会根据机械能守恒定律的条件判断机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题。
4.能灵活运用机械能守恒定律的三个表达式分析、求解单个物体或多物体系统的守恒问题【学习过程】学习任务一：动能和势能的相互转化1.生活中有那些实例可以说明动能和势能是可以相互转化的？这种转化必须借助什么？2.生活中有那些实例可以说明动能和弹性势能是可以相互转化的?这种转化必须借助什么?学习任务二：机械能守恒定律运物体沿光滑曲面滑下，在A 位置时动能为1K E ，重力势能为1P E 。
及动到B 位置时动能为2K E ,重力势能为2P E ．用我们学过的动能定理以重力的功和重力势能的关系，判断物体在A 处的机械能和B 处的机械能的关系．【结论】在只有重力做功的物体系统内，_______________________________________。
学习任务三：独立完成题目，小组讨论总结机械能守恒定律应用的步骤.学习任务四:完成下列题目，检测学习收获.1。
机械能守恒定律教学设计
篇一：机械能守恒定律教学设计《机械能守恒定律》教学设计【课题】机械能守恒定律【课型】新授课【课标解读】普通高中物理课程标准要求:通过实验,验证机械能守恒定律．理解机械能守恒定律．用机械能守恒定律分析有关问题．关键词是:实验、理解、分析问题．关于验证机械能守恒定律的验证过程可以放在下一课时进行．所以本节课在引入、实验探究、理论探究和实际应用等各环节都要充分利用生产和生活中的问题．为了让学生理解机械能守恒定律，要充分发挥学生的自主能动性，让学生自主推导定律，并总结出机械能守恒定律的条件，然后进行巩固练习．【高考考试说明】ⅱ级要求【学情分析】通过初中的学习学生已经知道什么叫机械能，机械能的构成因素．通过前几节内容的学习，学生在此前已经历了探究守恒量，重力势能的概念和弹性势能的表达式的学习，学生知道了重力做功会引起重力势能的变化，弹簧的弹力做功将使弹性势能发生变化，合外力的功将引起物体动能的变化．学生对于初中阶段学过的一些定性的东西逐渐找到了定量方面的联系，对功能关系的认识加深了，也萌发了继续探究的兴趣．那么，在动能、重力势能和弹性势能都参与转化的过程中，情况又将如何呢？这是学生急待解决的问题，机械能守恒定律的建立也倒了水到渠成的时候了．【教材分析】《机械能守恒定律》是人教版高中物理（必修二）第七章《机械守恒定律能》第八节的内容．本章逻辑结构是：“追寻守恒量”从上位概念是为引入能量概念为目的，从下位概念是揭示机械能守恒，基于学生认知发展顺序，教材采取了不完全归纳的思维体系，第四节到第七节“重力势能”“探究弹性势能的表达式”“实验：探究功与速度的变化关系”“动能和动能定理”是关于功和能关系的具体讨论．重力势能的概念和弹性势能的表达式的学习，学生知道了重力做功会引起重力势能的变化，弹簧的弹力做功将使弹性势能发生变化，合外力的功将引起物体动能的变化．该课节是对前面几节的综合．机械能守恒定律一节的内容与本章其他各节的内容有紧密的逻辑关系，是全章知识链中重要的一环，机械能守恒定律的探究建立在前面所学知识的基础上，而机械能守恒定律又是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况，守恒定律在物理学理论和实际应用中都十分重要．教学过程回顾已学知识，通过几个具体事例，先明确动能和势能的相互转化关系，引出对机械能守恒定律及守恒条件的理论探究，联系重力势能变化跟重力做功以及弹性势能变化跟弹力做功的关系的知识，由定性分析到定量计算，逐步深入，最后得出结论，并通过应用使学生领会定律在解决实际问题时的优越性．本节教学内容的重点是通过机械能守恒定律的推导知道机械能守恒定律的内涵，理解机械能守恒定律的条件，学会应用机械能守恒定律解决实际问题；而正确分析物体系统所具有的机械能，判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒，以及定律的应用是学生学习中的难点．在教学设计时，力图通过生活和生产中的实例，展示相关情景，既激发学生的求知欲，又使学生体会到“物理就在我身边，身边处处有物理’，体现“从生活中学习物理，物理应用于生活”的理念．通过建立物理模型，由浅入深进行探究，让学生领会科学的研究方法，并通过规律的应用巩固知识，初步运用机械能守恒定律解释物理现象，体会自然界中的守恒规律和科学中的守恒思想，体会物理规律对生产和生活实践的作用，领悟运用机械能守恒定律解决问题的优越性，形成科学价值观．【不同版本比较】沪科版：必修二第四章《能量守恒与可持续发展》中的第二节《研究机械能守恒定律》，教材先介绍了机械能的概念，通过重锤下落分析论证机械能守恒定律，然后通过两个方案进行实验验证，然后应用机械能守恒定律分析生活中的一些问题．司南版：必修二第二章《能的转化与守恒》中的第三节《能量守恒定律》，教材先运用实验进行动能和重力势能的转化和守恒关系的探究，再通过自由落体运动进行理论推导，然后进行应用．人教版：人教版必修二第七章《机械能守恒定律》第八节《机械能守恒定律》，教材先通过生活实例分析了动能和势能的相互转化，再利用小球沿光滑曲面滑下的过程进行理论推导，然后解决一些实际问题．下一节再通过实验验证机械能守恒定律．与旧教材相比，过去是计算物体自由下落时的能量，从而得知机械能守恒，进而推广到普遍的机械能守恒定律．新教材重视理论联系实际，增加了许多生活中的实例，先定性地分析若干具体事例，猜测动能与势能在变化过程中的定量关系，然后定量计算物体只在重力作用下动能和势能各自的变化情况以及总机械能的不变性，最后得出机械能守恒的定量关系．综上所述，我认为人教版的安排更合理，因为在有理论推导的情况下，无论是探究性实验还是验证性实验，都很难在一个课时完成目标．另外在三个版本的教材中，都对机械能守恒定律的适用条件一带而过，而这恰是本节的难点，所以本节课在理论推导的过程中从不同情景来得到规律，进而得到适用条件，这对于学生全面理解和应用机械能定都是有利的．【教学目标】1．通过对生活中一些常见现象的观察与分析进一步明确机械能的各种形式，能够利用动能和势能之间的相互转化来分析一些现象产生的原因．2．能够利用动能定理和重力做功与重力势能变化间的关系，通过自主与合作相结合的方式推导出机械能守恒定律的表达式，总结出机械能守恒的条件，并能利用精确的语言表述出机械能守恒定律的内容.3．能够运用机械能守恒定律分析生活中一些常见的物理现象，并能将其转化为简单的物理模型，领悟运用机械能守恒定律解决问题的优越性．4．通过理论推导和对生活中一些物理现象的分析,进一步体会功是能量转化的量度，能够从机械能有没有和其它形式的能发生相互转化的角度进一步理解机械能守恒．【教学重点、难点】1．通过物理现象的分析和机械能守恒定律的推导过程，能理解机械能守恒定律的内容和守恒的条件．2．会判定具体问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律分析一些简单的实际问题．【评价目标】1．通过课堂引入的视频、演示实验等完成教学目标1；2．通过实验推导和理论推导的过程完成教学目标2；3．通过实际应用、目标3评价和课后作业等完成教学目标3；4．通过单摆的演示实验，理论推导的过程，实际应用、课堂引入、目标4评价等完成教学目标4．【教学方法】自主思考、合作探究、即时评价．【教学过程】【创设情境，导入新课】【目标1】通过对生活中一些常见现象的观察与分析进一步明确机械能的各种形式，能够利用动能和势能之间的相互转化来分析一些现象产生的原因．播放世界上最美的瀑布、全球最陡的过山车运动、何雯娜2008年奥运会蹦床决赛等视频,把学生引入相关情景并激发学生的兴趣．上述视频中，能量分别是怎样转化的？【温故知新】1．动能定理的内容和表达式是什么？2．重力所做的功与物体重力势能有什么关系？3．弹簧的弹力做的功与弹簧弹性势能有什么关系？4．在能量转化的过程中，功扮演着怎样的角色？动能、重力势能、弹性势能之间可以相互转化，具有密切的联系，我们把它统称为机械能．动能和势能的转化是否存在某种定量关系？请看下面的实验．【实验探究】如图所示的装置，悬挂摆球的铁架台上固定一只水平放置的横杆，实验时:调整横杆的高度使小球从不同位置摆动，观察小球摆动的情况．用一把直尺在p点挡住悬线，看看这种情况下小球所能达到的最大高度．分析：（1）分析小球在摆动过程中受力情况，各力做功情况．（2）在小球的摆动过程中能量如何转化？教师总结：实验中小球在摆动过程中通过重力做功，势能与动能互相转换．小球下降时：重力做正功，重力势能减少，动能增加；小球上升时：重力做负功，重力势能增加，动能减少．【设问】小球摆动过程中总能回到原来高度，好像“记得”自己原来的高度，说明什么?说明在摆动过程中有一个物理量是保持不变的，是什么呢？重力势能与动能的总和保持不变，也就是机械能保持不变．要想实现这一不变，前提条件是什么？下面我们从理论上研究一下，生活中很多的物理情景在忽略一些次要因素的时候，都可以简化为我们熟悉的物理模型．比如下落的物体在忽略空气阻力时可以简化成自由落体运动，高空滑雪运动员在飞翔时可以简化成平抛运动，滑雪运动员在倾斜的赛道上比赛时可以简化成沿光滑斜面的运动，极限运动员在u型赛道上比赛时可以简化成沿光滑曲面下滑的运动，还有在弹簧的作用下小球的运动也可以简化成如下运动．下面请大家根据学案中提供的物理情景以及简化的模型，完成学案表格中的问题．【理论探究】【目标2】能够利用动能定理和重力做功与重力势能变化间的关系，通过自主与合作相结合的方式推导出机械能守恒定律的表达式，总结出机械能守恒的条件，并能利用精确的语言表述出机械能守恒定律的内容.1．创设情景，任意选两个位置，让学生分析受力和运动情况，机械能及相互转化情况,然后完成学案中的表格，请把过程写在表格中．（全班分成5个大组，每个小组完成一个情景）情景1.一个自由下落的物体，由a位置运动到b位置,可以得到以下能量关系:情景2. 滑雪运动员腾空飞跃建立模型：一个做平抛运动的物体，由a位置运动到b位置,可以得到以下能量关系:情景3. 滑雪运动员在倾斜赛道上的运动建立模型：一个沿光滑斜面下滑的物体，由a位置运动到b位置,可以得到以下能量关系:情景4. u型篇二：机械能守恒定律教学设计教学设计学校名称：《机械能守恒定律》教学设计1235篇三：机械能守恒定律教学设计《机械能守恒定律》教学设计一、教学三维目标：【知识与技能】1、知道机械能的概念，理解物体的动能和势能可以相互转化；2、理解机械能守恒定律的内容和守恒条件；1、通过实例分析，让学生体会能量的相互转化；2、通过定量计算，让学生感受机械能守恒是有条件的；3、通过机械能守恒条件的初步探究，让学生理解，做功和作用的区别；二、教学重点与难点：【教学重点】机械能守恒条件的教学【教学难点】机械能守恒定律的理论推导三、教学过程：（一）新课引入：实验1：（激疑）钢球用细绳悬起，请一同学靠近，将钢球拉至同学鼻子处释放，摆回时，观察该同学的反应，重锤为什么撞不到同学的鼻子？【提出课题】：机械能守恒定律本环节教学设计说明：（二）新课教学1、动能与势能之间可以相互转化引导学生分析通过重力或弹力做功可以实现动能和势能的相互转化。
人教版高一物理必修二第七章：7.8机械能守恒定律导学案设计(无答案)
机械能守恒定律导学案一、课前预习（一）理论分析1、小球自由落体时，只有．．力做功，能和能相互转化，根据能量守恒，两种能总量 (变化、不变)2、如图，在光滑水平面上，弹簧弹开小球，只有．．力做功，能和能相互转化，根据能量守恒，两种能总量 (变化、不变)3、如图，忽略空气阻力，小球从空中下落到弹簧上，并压缩弹簧，只有．．力和力做功，能、能和相互转化。
根据能量守恒，三种能总量 (变化、不变)4、在上题中，如果考虑空气阻力，上题所提的三种能总量 (变化、不变)，能量守恒还是否成立？（要说明理由）5、物理学上，把动能、重力势能、弹性势能统称为机械能，在某些条件下，通过某些力做功使物体的动能、重力势能、弹性势能会发生变化，但三者的总量（机械能）却是守恒的，通过上面的分析，请写出机械能守恒的条件（二）机械能守恒定律应用公式的推导如图为光滑曲面，小球由A点沿曲面运动到B点，以地面为参考平面，设A点动能为Ek1，重力势能为Ep1，则A点的机械能E1= 。
B点动能为Ek2，重力势能为Ep2，则B点的机械能E2= 。
从A点到B点只有重力做功，设重力做功为W。
由重力做功与重力势能的关系可得W=由动能定理可得W=从以上两式可得Ek2- = - ⑴文字表示为等于移项后，有Ek2+ = - ⑵即E2= E1，即A点和B点的总量相等。
上述⑴⑵两式皆为机械能守恒定律的应用公式，⑵式能直接体现守恒思想，但需要设定参考平面。
而⑴式则不需要设定参考平面（请思考为什么？）（三）机械能守恒定律结论在重力或弹力做功的物体内，动能与势能可以互相转化，而总的保持不变，这叫做机械能守恒定律。
☆应用举例把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆，摆长为l，最大偏角为θ。
小球运动到最低位置时的速度是多大？分析：在阻力可以忽略的情况下，小球摆动过程中受力和细线的力。
由于力与运动方向，所以不做功。
所以这个过程只有力做功，机械能守恒解：把最低点的重力势能定为0，以小球在最高点的状态作为初状态。
《机械能守恒定律》教案
人教版（2019）高中物理必修第二册第八章第4节《机械能守恒定律》教案一、核心素养目标:1、物理观念（1）知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化；（2）掌握机械能守恒定律的内容及得出过程；2、科学思维（1）学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒；（2）初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析物理问题。
3、科学探究会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题，并领会运用机械能守恒定律解决问题的优越性4、科学态度与责任通过机械能守恒定律的教学，使学生树立科学的观点，理解和运用自然界客观存在的规律，来解决生活中的实际问题。
二、教学重点：（1）掌握机械能守恒定律的内容及其条件。
（2）能在具体问题中判断机械能是否守恒，并能运用机械能守恒定律解决问题。
三、教学难点：从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件；能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。
四、教学方法：演绎推理法、分析归纳法、交流讨论法、探究式教学法。
五、教学工具：多媒体课件、细线、小球、带标尺的铁架台、悠悠球、平抛运动实验仪。
六、教学过程设计：（一）创设情景，引出新课1、温故知新（屏幕投影）（1）前几节我们学习了哪几种形式的能？各怎么表示？（2）动能定理的内容是什么？（3）重力做功和重力势能变化的关系是什么？（4）弹力做功与弹力势能变化的关系：指导学生把答案写在练习本上，巡视观察，并给予指导。
师：大家都写的很好，说明以往知识掌握得不错，作为奖励，下面观看精彩视频和表演！2、动能与势能的相互转化（1）【多媒体课件】让学生试着分析下面几种情况能量是怎么转化的？①视频1：伊辛巴耶娃撑杆跳学生回答，教师点评。
师：这短片怎样？太平淡？那来点刺激的！②视频2：高山滑雪学生回答，教师点评。
师：精彩是精彩了，可毕竟离我们有点远，还是不过瘾，要不来段真人秀？ok，有请自称“悠”灵杀手的小范同学！③真人秀：悠悠球表演学生回答，教师点评。
2019-2020年高中物理 第七章 机械能守恒定律 第7节 动能和动能定理教案2 新人教版必修2
2019-2020年高中物理第七章机械能守恒定律第7节动能和动能定理教案2 新人教版必修2一、教学目标1．知识和技能：⑴理解动能的概念，会用动能的定义式进行计算；⑵理解动能定理及其推导过程；⑶知道动能定理的适用条件，会用动能定理进行计算。
2．过程和方法：⑴体验实验与理论探索相结合的探究过程。
⑵培养学生演绎推理的能力。
⑶培养学生的创造能力和创造性思维。
3．情感、态度和价值观：⑴激发学生对物理问题进行理论探究的兴趣。
⑵激发学生用不同方法处理同一问题的兴趣，会选择用最优的方法处理问题。
二、设计思路动能定理是力学中一条重要规律，它反映了外力对物体所做的总功跟物体动能改变的关系，动能定理贯穿在本章以后的内容中，是本章的教学重点。
学习并掌握它，对解决力学问题，尤其是变力做功，多过程问题或时间未知情况下的问题有很大的方便。
本课教学设计的过程为：由于本节内容较多又很重要，所以安排两节课，一节新授课、一节习题课，以达到良好的效果。
本节教案为新授课教案三、教学重点、难点1．重点：⑴动能概念的理解；⑵动能定理及其应用。
2．难点：对动能定理的理解。
四、教学方法讲授法、讨论法、练习法五、教学设计六、【板书】设计一、动能1、定义：物体由于运动而具有的能量叫动能。
2、公式：3、说明：①动能是标量②动能的单位：焦（J）③动能是状态量④动能的改变量二、对的理解1、力对物体做功是造成物体动能改变的外因。
2、力F做功指物体所受的合外力对物体做的总功。
三、动能定理1、表达式：2、表述：合外力在某个过程对物体做的功，等于物体在这个过程里动能的变化。
3、适用条件：动能定理适用于变力做功和曲线运动的情况。
4、利用动能定理的解题步骤：（1）确定研究对象、研究过程；（2）分析物体受力，画受力示意图，明确各力做功情况，并确定外力所做的总功；（3）分析物体的运动，明确物体的初、末状态，确定初、末状态的动能及动能的变化；（4）根据动能定理列方程求解；。
2019-2020年高中物理人教版必修二教案：第七章第九节 验证机械能守恒定律
2019-2020年高中物理人教版必修二教案：第七章第九节验证机械能守恒定律教学目标：1.要弄清实验目的，本实验为验证性实验，目的是利用重物的自由下落验证机械能守恒定律；2.要明确实验原理，掌握实验的操作方法与技巧、学会实验数据的采集与处理，能够进行实验误差的分析3.要明确织带选取及测量瞬时速度简单而准确的方法。
教学重点：1. 实验原理及方法的选择及掌握2. 实验误差分析的方法教学过程：教师活动：在学生开始做实验之前，老师应强调如下几个问题：1、该实验中选取被打点纸带应注意两点：一是第一点O为计时起点，O点的速度应为零。
怎样判别呢？2、是否需要测量重物的质量？3、在架设打点计时器时应注意什么？为什么？4、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？为什么？5、测量下落高度时，某同学认为都必须从起始点算起，不能弄错。
他的看法正确吗？为了减小测量h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好，还是近些好？学生活动：思考老师的问题，讨论、交流。
选出代表发表见解。
1、因为打点计时器每隔0.02 s打点一次，在最初的0.02 s内物体下落距离应为0.002 m，所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近两年2 mm 的纸带进行测量；二是在纸带上所选的点就是连续相邻的点，每相邻两点时间间隔t =0.02 s.2、因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值，所以不必测量物体的质量m3、打点计时器要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以尽量减少重物带着纸带下落时所受到的阻力作用。
4、必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落。
5、这个同学的看法是正确的。
为了减小测量h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好。
教师活动：听取学生汇报，点评，帮助学生解决困难。
学生活动：学生进行分组实验。
审核人：。
2020高中物理人教版 必修二 第七章 机械能守恒定律 学案 第1、2节 追寻守恒量——能量 功
姓名，年级：时间：第1、2节追寻守恒量-—能量功学习目标:1.理解动能、势能及能量的概念与意义.2。
能独立分析伽利略理想斜面实验的能量转换和守恒关系。
3。
理解功的概念和做功两个要素.4.会利用公式W＝Fl cosα进行有关运算.5。
理解正功、负功的含义，能解释相关现象。
6。
理解总功的概念，能计算各个外力对物体做的总功．一、追寻守恒量——能量［课本导读］预习教材第55～56页“追寻守恒量-—能量”部分，请同学们关注以下问题：1．伽利略斜面实验的过程是怎样的？实验说明了什么呢？2．动能和势能的概念分别是什么？它们相互之间可以相互转化吗？［知识识记］1．伽利略的斜面实验探究过将小球由斜面A 上某位置由静止释放，小球运动到斜面（1)动能：物体由于运动而具有的能量．（2)势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量．(3)能量转化：小球的动能和势能A(A.可以 B ．不可以）相互转化．二、功［课本导读]预习教材第57～59页相关内容,请同学们关注以下问题：1．功的两个要素分别是什么？2．恒力功的公式中各字母的含义？3．功是标量还是矢量呢?4．正功和负功的物理意义分别是什么？［知识识记］1．功的定义一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，我们就说这个力对物体做了功．2．做功的因素力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素．3．功的公式(1）力F与位移l同向时：W＝Fl。
（2)力F与位移l有夹角α时：W＝Fl cosα，其中F、l、cosα分别表示力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦．(3）各物理量的单位：力的单位是N，位移的单位是m，功的单位是N·m，即J。
4．正功和负功功是标量，当物体在几个力的共同作用下,发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功等于各个力分别对物体所做功的代数和，也等于这几个力的合力对这个物体所做的功．1．在伽利略的斜面实验中，若有摩擦，则h A>h B。
2020高中物理 第七章 机械能守恒定律 8 机械能守恒定律学案 新人教版必修2
8 机械能守恒定律[学习目标]1.知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化.2.能够根据动能定理、重力做功与重力势能变化间的关系，推导出机械能守恒定律.3.会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题.一、动能与势能的相互转化1.重力势能与动能的转化只有重力做功时，若重力对物体做正功，则物体的重力势能减少，动能增加，物体的重力势能转化为动能，若重力对物体做负功，则物体的重力势能增加，动能减少，物体的动能转化为重力势能.2.弹性势能与动能的转化只有弹簧弹力做功时，若弹力对物体做正功，则弹簧的弹性势能减少，物体的动能增加，弹簧的弹性势能转化为物体的动能；若弹力对物体做负功，则弹簧的弹性势能增加，物体的动能减少，物体的动能转化为弹簧的弹性势能.3.机械能：重力势能、弹性势能与动能统称为机械能.二、机械能守恒定律1.内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变.2.表达式：E k2＋E p2＝E k1＋E p1，即E2＝E1.1.判断下列说法的正误.(1)通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化.( √)(2)弹性势能发生了改变，一定有弹力做功.( √)(3)机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用.( ×)(4)合力为零，物体的机械能一定守恒.( ×)(5)合力做功为零，物体的机械能保持不变.( ×)(6)只有重力做功时，物体的机械能一定守恒.( √)2.如图1所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由落下，不计空气阻力，设桌面处的重力势能为零，则小球落到地面前瞬间的机械能为________.图1答案 mgH一、机械能守恒定律如图2所示，质量为m 的物体自由下落的过程中，下落到高度为h 1的A 处时速度为v 1，下落到高度为h 2的B 处时速度为v 2，不计空气阻力，选择地面为参考平面.图2(1)求物体在A 、B 处的机械能E A 、E B ； (2)比较物体在A 、B 处的机械能的大小. 答案 (1)物体在A 处的机械能E A ＝mgh 1＋12mv 12物体在B 处的机械能E B ＝mgh 2＋12mv 22(2)根据动能定理W G ＝12mv 22－12mv 12下落过程中重力对物体做功，重力做的功等于物体重力势能的减少量，则W G ＝mgh 1－mgh 2由以上两式可得：12mv 22－12mv 12＝mgh 1－mgh 2移项得12mv 12＋mgh 1＝12mv 22＋mgh 2由此可知物体在A 、B 两处的机械能相等.1.对机械能守恒条件的理解(1)物体只受重力，只发生动能和重力势能的相互转化，如自由落体运动、抛体运动等.(2)只有弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化.如在光滑水平面上运动的物体碰到一个弹簧，和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒.(3)重力和弹力都做功，发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化，如自由下落的物体落到竖直的弹簧上和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒.(4)除受重力或弹力外，还受其他力，但其他力不做功，或其他力做功的代数和为零.如物体在沿斜面的拉力F的作用下沿斜面运动，拉力与摩擦力的大小相等，方向相反，在此运动过程中，其机械能守恒.2.判断机械能是否守恒的方法(1)利用机械能的定义判断(直接判断)：若物体动能、势能均不变，机械能不变.若动能和势能中，一种能变化，另一种能不变，则其机械能一定变化.(2)用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒.(3)用能量转化来判断：若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒.例1(多选)如图3所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )图3A.甲图中，物体将弹簧压缩的过程中，物体机械能守恒B.乙图中，物体在大小等于摩擦力的拉力F作用下沿斜面下滑时，物体机械能守恒C.丙图中，物体沿斜面匀速下滑的过程中，物体机械能守恒D.丁图中，斜面光滑，物体在斜面上下滑的过程中，物体机械能守恒答案BD解析弄清楚机械能守恒的条件是分析此问题的关键.表解如下：【题点】单物体和地球系统的机械能守恒条件的判断针对训练1 (多选)如图4所示，弹簧固定在地面上，一小球从它的正上方A处自由下落，到达B处开始与弹簧接触，到达C处速度为0，不计空气阻力，则在小球从B到C的过程中( )图4A.弹簧的弹性势能不断增加B.弹簧的弹性势能不断减少C.小球和弹簧组成的系统机械能不断减少D.小球和弹簧组成的系统机械能保持不变 答案 AD解析 从B 到C ，小球克服弹力做功，弹簧的弹性势能不断增加，A 正确，B 错误；对小球、弹簧组成的系统，只有重力和系统内弹力做功，系统机械能守恒，C 错误，D 正确. 【考点】机械能守恒条件的判断【题点】多物体系统的机械能守恒条件的判断 二、机械能守恒定律的应用 1.机械能守恒定律常用的三种表达式(1)从不同状态看：E k1＋E p1＝E k2＋E p2(或E 1＝E 2) 此式表示系统的两个状态的机械能总量相等. (2)从能的转化角度看：ΔE k ＝－ΔE p此式表示系统动能的增加(减少)量等于势能的减少(增加)量. (3)从能的转移角度看：ΔE A 增＝ΔE B 减此式表示系统A 部分机械能的增加量等于系统剩余部分，即B 部分机械能的减少量. 2.机械能守恒定律的应用步骤首先对研究对象进行正确的受力分析，判断各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件.若机械能守恒，则根据机械能守恒定律列出方程，或再辅以其他方程进行求解.例2 如图5所示为某游乐场的过山车的简化模型，竖直圆形轨道的半径为R ，轨道最下端与水平地面相切.现有一节车厢(可视为质点)，质量为m ，从高处由静止滑下，不计摩擦和空气阻力.图5(1)要使车厢通过圆形轨道的最高点，车厢开始下滑时距地面的高度至少应多大？(2)若车厢恰好通过圆形轨道的最高点，则车厢在轨道最低处时对轨道的压力是多少(重力加速度为g )? 答案 (1)52R (2)6mg解析 (1)设车厢开始下滑时距地面的高度为h ，运动到圆形轨道最高点时的最小速度为v ，要使车厢通过圆形轨道的最高点，应有mg ≤mv 2R车厢在下滑过程中，只有重力做功，故机械能守恒，选取轨道最低点所在平面为零势能参考平面，由机械能守恒定律得12mv 2＋mg ·2R ＝mgh 联立以上两式解得h ≥52R因此车厢开始下滑时距地面的高度至少为52R .(2)设车厢到达轨道最低点时的速度为v ′，受到的支持力为F N ，则由机械能守恒定律得12mv ′2＝mgh再由牛顿第二定律得F N －mg ＝mv ′2R由以上两式解得F N ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2h R ＋1mg ＝(2×52R R＋1)mg ＝6mg由牛顿第三定律知，车厢对轨道的压力F N ′＝F N ＝6mg 【考点】单个物体机械能守恒定律的应用 【题点】机械能守恒定律在圆周运动中的应用针对训练2 如图6所示，质量m ＝50kg 的跳水运动员从距水面高h ＝10m 的跳台上以v 0＝5m/s 的速度斜向上起跳，最终落入水中，若忽略运动员的身高，取g ＝10 m/s 2，不计空气阻力.求：图6(1)运动员在跳台上时具有的重力势能(以水面为零势能参考平面)； (2)运动员起跳时的动能； (3)运动员入水时的速度大小. 答案 (1)5000J (2)625J (3)15m/s解析 (1)以水面为零势能参考平面，则运动员在跳台上时具有的重力势能为E p ＝mgh ＝5000J.(2)运动员起跳时的速度为v 0＝5m/s ， 则运动员起跳时的动能为E k ＝12mv 02＝625J.(3)运动员从起跳到入水过程中，只有重力做功，运动员的机械能守恒，则mgh ＋12mv 02＝12mv 2，解得v ＝15m/s.【考点】单个物体机械能守恒定律的应用 【题点】机械能守恒定律在抛体运动中的应用1.(机械能是否守恒的判断)关于机械能守恒，下列说法正确的是( ) A.做自由落体运动的物体，机械能一定守恒 B.人乘电梯加速上升的过程，机械能守恒C.物体必须在只受重力作用的情况下，机械能才守恒D.合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒 答案 A解析 做自由落体运动的物体，只受重力作用，机械能守恒，A 正确；人乘电梯加速上升的过程，电梯对人的支持力做功，故人的机械能不守恒，B 错误；物体只有重力做功时，其他力也可存在，当它们不做功或做功之和为0时，机械能也守恒，故C 错误；合外力对物体做功为零，物体的动能不变，机械能不一定守恒，D 错误. 【考点】机械能守恒条件的判断【题点】单物体和地球系统的机械能守恒条件的判断2.(机械能守恒定律的应用)以相同大小的初速度v 0将物体从同一水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面(足够长)上滑，如图7所示，三种情况达到的最大高度分别为h 1、h 2和h 3，不计空气阻力，则( )图7A.h 1＝h 2＞h 3B.h 1＝h 2＜h 3C.h 1＝h 3＜h 2D.h 1＝h 3＞h 2答案 D解析 竖直上抛的物体和沿斜面运动的物体，上升到最高点时，速度均为0，由机械能守恒定律得mgh ＝12mv 02，所以h ＝v 022g ；斜上抛的物体在最高点速度不为零，设为v 1，则mgh 2＝12mv 02－12mv 12，所以h 2＜h 1＝h 3，D 正确.【考点】单个物体机械能守恒定律的应用 【题点】机械能守恒定律的简单应用3.(机械能守恒定律的应用)如图8所示，由距离地面h 2＝1m 的高度处以v 0＝4m/s 的速度斜向上抛出质量为m ＝1 kg 的物体，当其上升的高度为h 1＝0.4 m 时到达最高点，最终落在水平地面上，现以过抛出点的水平面为零势能面，取重力加速度g ＝10 m/s 2，不计空气阻力，则( )图8A.物体在最大高度处的重力势能为14JB.物体在最大高度处的机械能为16JC.物体在地面处的机械能为8JD.物体在地面处的动能为8J 答案 C解析 物体在最高点时具有的重力势能E p1＝mgh 1＝1×10×0.4 J ＝4 J ，A 错误；物体在最高点时具有的机械能等于刚抛出时的动能，即8 J ，B 错误；物体在下落过程中，机械能守恒，任意位置的机械能都等于8 J ，C 正确；物体落地时的动能E k ＝E －E p2＝E －mgh 2＝8 J －1×10×(－1) J ＝18 J ，D 错误. 【考点】单个物体机械能守恒定律的应用 【题点】机械能守恒定律的简单应用4.(机械能守恒定律的应用)如图9所示，在竖直平面内有由14圆弧AB 和12圆弧BC 组成的光滑固定轨道，两者在最低点B 平滑连接.AB 弧的半径为R ，BC 弧的半径为R 2.一小球在A 点正上方与A 相距R4处由静止开始自由下落，经A点沿圆弧轨道运动(不计空气阻力).图9(1)求小球在B 、A 两点的动能之比； (2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C 点. 答案 (1)5∶1 (2)见解析解析 (1)设小球的质量为m ，小球在A 点的动能为E k A ，由机械能守恒定律得E k A ＝mg ·R4①设小球在B 点的动能为E k B ，同理有E k B ＝mg 5R4②由①②式得E k BE k A＝5.③ (2)若小球能沿轨道运动到C 点，则小球在C 点所受轨道的正压力F N 应满足F N ≥0④ 设小球在C 点的速度大小为v C ，由牛顿第二定律和向心加速度公式有F N ＋mg ＝m v C 2R2⑤由④⑤式得：v C 应满足mg ≤m2v C2R⑥由机械能守恒定律得mg R 4＝12mv C 2⑦由⑥⑦式可知，小球恰好可以沿轨道运动到C 点. 【考点】单个物体机械能守恒定律的应用 【题点】机械能守恒定律在圆周运动中的应用一、选择题考点一机械能守恒的判断1.下列运动的物体，机械能守恒的是( )A.物体沿斜面匀速下滑B.物体从高处以0.9g的加速度竖直下落C.物体沿光滑曲面自由滑下D.拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升答案 C解析物体沿斜面匀速下滑时，动能不变，重力势能减小，所以机械能减小，A错误.物体以0.9g的加速度竖直下落时，除重力外，其他力的合力向上，大小为0.1mg，其他力的合力在物体下落时对物体做负功，物体的机械能不守恒，B错误.物体沿光滑曲面自由滑下时，只有重力做功，机械能守恒，C正确.拉着物体沿斜面上升时，拉力对物体做功，物体的机械能不守恒，D错误.【考点】机械能守恒条件的判断【题点】单物体和地球系统的机械能守恒条件的判断2.(多选)如图1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点摆向最低点的过程中( )图1A.重物的机械能减少B.重物与弹簧组成的系统的机械能不变C.重物与弹簧组成的系统的机械能增加D.重物与弹簧组成的系统的机械能减少答案AB解析重物自由摆下的过程中，弹簧拉力对重物做负功，重物的机械能减少，选项A正确；对重物与弹簧组成的系统而言，除重力、弹力外，无其他外力做功，故系统的机械能守恒，选项B正确.【考点】机械能守恒条件的判断【题点】多物体系统的机械能守恒的判断3.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，再与木块一起摆到一定高度，如图2所示，从子弹开始入射到共同上摆到最大高度的过程中，下面说法正确的是( )图2A.子弹的机械能守恒B.木块的机械能守恒C.子弹和木块的总机械能守恒D.以上说法都不对答案 D解析子弹打入木块的过程中，子弹克服摩擦力做功产生热能，故系统机械能不守恒，子弹的机械能不守恒，木块的机械能不守恒.故选D.【考点】机械能守恒条件的判断【题点】多物体系统的机械能守恒的判断4.(多选)竖直放置的轻弹簧下连接一个小球，用手托起小球，使弹簧处于压缩状态，如图3所示.则迅速放手后(不计空气阻力)( )图3A.放手瞬间小球的加速度等于重力加速度B.小球、弹簧与地球组成的系统机械能守恒C.小球的机械能守恒D.小球向下运动过程中，小球动能与弹簧弹性势能之和不断增大答案BD解析放手瞬间小球的加速度大于重力加速度，A错；整个系统(包括地球)的机械能守恒，但小球的机械能不守恒，B对，C错；向下运动过程中，由于重力势能减小，所以小球的动能与弹簧弹性势能之和不断增大，D正确. 【考点】机械能守恒条件的判断【题点】多物体系统的机械能守恒的判断考点二机械能守恒定律的应用5.(多选)把质量为m的石块从高h的山崖上沿与水平方向成θ角的斜向上的方向抛出(如图4所示)，抛出的初速度为v0，石块落地时的速度大小与下面哪些量无关(不计空气阻力)( )图4A.石块的质量B.石块初速度的大小C.石块初速度的方向D.石块抛出时的高度 答案 AC解析 以地面为参考平面，石块运动过程中机械能守恒，则mgh ＋12mv 02＝12mv 2即v 2＝2gh ＋v 02，所以v ＝v 02＋2gh由此可知，v 与石块的初速度大小v 0和高度h 有关，而与石块的质量和初速度的方向无关.故选A 、C. 【考点】单个物体机械能守恒定律的应用 【题点】机械能守恒定律在抛体运动中的应用6.如图5所示是某公园设计的一种惊险刺激的娱乐设施.管道除D 点右侧水平部分粗糙外，其余部分均光滑.若挑战者自斜管上足够高的位置滑下，将无能量损失地连续滑入第一个、第二个圆管形管道A 、B 内部(管道A 比管道B 高).某次一挑战者自斜管上某处滑下，经过管道A 内部最高点时，对管壁恰好无压力.则这名挑战者( )图5A.经过管道A 最高点时的机械能大于经过管道B 最低点时的机械能B.经过管道A 最高点时的动能大于经过管道B 最低点时的动能C.经过管道B 最高点时对管外侧壁有压力D.不能经过管道B 的最高点 答案 C【考点】单个物体机械能守恒定律的应用 【题点】机械能守恒定律在圆周运动中的应用7.如图6所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m 的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，并且处于原长状态，现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L ，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L (未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中( )图6A.圆环的机械能守恒B.弹簧弹性势能变化了3mgLC.圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D.圆环重力势能与弹簧弹性势能之和始终保持不变答案 B解析圆环在下落过程中机械能减少，弹簧弹性势能增加，而圆环与弹簧组成的系统机械能守恒.圆环下落到最低点时速度为零，但是加速度不为零，即合力不为零；圆环下降高度h＝(2L)2－L2＝3L，所以圆环重力势能减少了3mgL，由机械能守恒定律可知，弹簧的弹性势能增加了3mgL.故选B.【考点】系统机械能守恒的应用【题点】机械能守恒定律在弹簧类问题中的应用8.(多选)图7是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部B处安装一个压力传感器，其示数F N表示该处所受压力的大小，某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑，通过B处时，下列表述正确的有( )图7A.F N小于滑块重力B.F N大于滑块重力C.F N越大表明h越大D.F N越大表明h越小答案BC解析设滑块在B点的速度大小为v，选B处所在平面为零势能面，从开始下滑到B处，由机械能守恒定律得mgh＝12mv2，在B处由牛顿第二定律得F N′－mg＝mv2r，又根据牛顿第三定律F N＝F N′，因而选B、C.【考点】单个物体机械能守恒定律的应用【题点】机械能守恒定律的简单应用9.(多选)质量相同的小球A和B分别悬挂在长为L和2L的不同长绳上，先将小球拉至同一水平位置(如图8所示)从静止释放，当两绳竖直时，不计空气阻力，则( )图8A.两球的速率一样大B.两球的动能一样大C.两球的机械能一样大D.两球所受的拉力一样大 答案 CD解析 两球在下落过程中机械能守恒，开始下落时，重力势能相等，动能都为零，所以机械能相等，下落到最低点时的机械能也一样大，选项C 正确.选取小球A 为研究对象，设小球到达最低点时的速度大小为v A ，动能为E k A ，小球所受的拉力大小为F A ，则mgL ＝12mv A 2，F A －mg ＝mv A 2L，可得v A ＝2gL ，E k A ＝mgL ，F A ＝3mg ；同理可得v B ＝2gL ，E k B ＝2mgL ，F B ＝3mg ，故选项A 、B 错误，D 正确.【考点】单个物体机械能守恒定律的应用 【题点】机械能守恒定律的简单应用10.如图9所示，用长为L 的细线，一端系于悬点A ，另一端拴住一质量为m 的小球，先将小球拉至水平位置并使细线绷直，在悬点A 的正下方O 点钉有一小钉子，今将小球由静止释放，要使小球能在竖直平面内做完整圆周运动，OA 的最小距离是( )图9A.L2B.L3 C.23L D.35L 答案 D解析 设小球做完整圆周运动的轨道半径为R ，小球刚好过最高点的条件为mg ＝mv 02R解得v 0＝gR小球由静止释放到运动至圆周最高点的过程中，只有重力做功，因而机械能守恒，取初位置所在水平面为参考平面，由机械能守恒定律得12mv 02＝mg (L －2R )解得R ＝25L所以OA 的最小距离为L －R ＝35L ，故D 正确.【考点】单个物体机械能守恒定律的应用 【题点】机械能守恒定律在圆周运动中的应用二、非选择题11.(机械能守恒定律的应用)如图10所示，让摆球从图中A 位置由静止开始下摆，正好摆到最低点B 位置时摆线被拉断.设摆线长l ＝1.6m ，O 点离地高H ＝5.8m ，不计摆线断时的机械能损失，不计空气阻力，g 取10m/s 2，求：图10(1)摆球刚到达B 点时的速度大小； (2)落到地面D 点时摆球的速度大小. 答案 (1)4 m/s (2)10 m/s解析 (1)摆球由A 到B 的过程中只有重力做功，故机械能守恒. 根据机械能守恒定律得mg (1－sin30°)l ＝12mv B 2，解得v B ＝2gl (1－sin30°)＝4m/s.(2)摆球由B 到D 过程中只有重力做功，机械能守恒.根据机械能守恒定律得12mv D 2＝12mv B 2＋mg (H －l )解得v D ＝v B 2＋2g (H －l )＝10m/s.【考点】机械能守恒定律在多过程问题中的应用 【题点】应用机械能守恒定律处理单体多过程问题12.(机械能守恒定律的应用)如图11所示，竖直平面内有一半径R ＝0.5m 的光滑圆弧槽BCD ，B 点与圆心O 等高，一水平面与圆弧槽相接于D 点，质量m ＝0.5kg 的小球从B 点正上方H 高处的A 点自由下落，由B 点进入圆弧轨道，从D 点飞出后落在水平面上的Q 点，DQ 间的距离x ＝2.4m ，球从D 点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度h ＝0.8m ，取g ＝10m/s 2，不计空气阻力，求：图11(1)小球释放点到B 点的高度H ；(2)经过圆弧槽最低点C 时轨道对小球的支持力大小F N . 答案 (1)0.95m (2)34N解析 (1)设小球在飞行过程中通过最高点P 的速度为v 0，P 到D 和P 到Q 可视为两个对称的平抛运动，则有：h ＝12gt 2，x 2＝v 0t ，可得：v 0＝x 2g2h＝3 m/s 在D 点有：v y ＝gt ＝4 m/s设v 与水平方向夹角为θ，cos θ＝v 0v ＝35A 到D 过程机械能守恒：mgH ＋mgR cos θ＝12mv 2联立解得：H ＝0.95 m(2)设小球经过C 点时速度为v C ，A 到C 过程机械能守恒：mg (H ＋R )＝12mv C 2由牛顿第二定律有，F N －mg ＝m v C 2R联立解得F N ＝34 N.【考点】机械能守恒定律在多过程问题中的应用 【题点】应用机械能守恒定律处理单体多过程问题。
人教版高中物理必修二7.8《机械能守恒定律》教学设计
《机械能守恒定律》教学设计【教学目标】知识与技能目标：1、知道什么是机械能，理解物体的动能和势能可以相互转化；2、理解机械能守恒定律的内容和适用条件；过程与方法目标：会判定具体问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律分析实际问题；初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。
情感态度与价值观目标：通过能量守恒的教学，使学生树立科学的观点。
理解和运用自然规律养成探究自然规律的科学态度。
【教学重点】1、机械能守恒定律的推导与建立，以及机械能守恒定律含义的理解；2、机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的实际应用。
【教学难点】1、机械能守恒的条件及对机械能守恒定律的理解。
2、正确分析物体系统内所具有的机械能，判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。
【教学器材】多媒体设备【教学过程】(一)引入新课通过碰鼻实验视频引入新课。
1、提出课题—机械能守恒定律。
（板书）2、知识回顾：重力做功等于重力势能的变化，合力做功等于物体动能的变化，力做功的过程也是能量从一种形式转化为另一种形式的过程。
例举：通过重力或弹力做功，动能与势能相互转化。
（展示图片和视频）大瀑布：重力势能动能射箭活动：弹性势能动能冲上高处的过山车：动能重力势能分析上述各个过程中能量转换及重力、弹力做功的情况。
（学生回答后教师点评补充）将能各种情景中能量变化填入表格(二)探寻守恒量：1、[问题] 观察视频演示实验，分析小球在摆动过程中都有哪些能量在参与转换？学生回答问题：①小球受哪些力的作用？②哪些力对小球做功？③能量如何转化？引导学生回答问题，根据学生回答情况，给出机械能的概念。
根据分析提出猜想：机械能总量是否保持不变？2、探究规律，并找出机械能不变的条件提出研究方法：在探究物理规律时，应该是由简单到复杂，逐步深入，先对简单的物理现象进行探究，然后加以推广深化。
在动能与势能转化的情景中，自由落体（只受重力）应该是比较简单的。
（1）只受重力作用分析引导学生自主探究，如图所示，小球下落过程中经过高度h1的A 点速度v1，经高度h2的B点时速度为v2，由同学用学习过的知识（牛顿定律或动能定理），分析下落过程中A、B两位置的机械能之间的数量关系。
人教版高中物理必修二 7.8 机械能守恒定律 教案
7.8 机械能守恒定律【教学目标】知识与技能1、理解机械能守恒定律的内容，能够判断一个物理过程中机械能是否守恒；2、知道机械能守恒定律的两种表达式，会用机械能守恒定律进行解题；3、能够总结利用牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律解题的优劣；4、能够发现一些有意思的结论，并且总结出利用机械能守恒定律解题的基本思路。
过程与方法1、通过对机械能守恒定律的应用，总结归纳物理规律的科学探究方法；2、经历总结机械能守恒定律的应用思路，体会总结归纳的思想方法；3、通过解题过程的完善，体会合理分析解题的思想方法。
情感态度与价值观1、通过利用对联引入，提高学习的兴趣，激发学习热情；2、通过惊险实验，激发学生学习积极性，体会科学无穷魅力；3、通过要求学生上台展示，提高学生解题积极性和学习乐趣；4、通过分组评价，激发学生的竞争意识和团结合作精神。
【教学重点难点】教学重点1、理解机械能守恒定律的内容；2、在具体问题中能判定是否机械能守恒，并能列出定律的数学表达式。
教学难点1、从能的转化和功能关系出发，理解机械能守恒的条件；2、能正确判断所研究上的对象在运动过程中是否机械能守恒；3、能熟练的运用机械能守恒定律解题，合理的确定零势能面。
【教具准备】单摆，实物投影仪，多媒体课件【教学过程】教师活动学生活动 设计意图新课引入先看一副对联“海水朝朝朝朝朝朝朝落，浮云长长长长长长长消。
” 最普遍的读法：“海水潮，朝朝潮，朝潮朝落；浮云长，常常长，常长常消”但是也不尽然必须如此读，总而言之它体现了我们大自然包含的无穷能量，大家有兴趣可以继续探索其它读法。
学生踊跃分析，举手发言，尝试读法。
学生认真回忆，总结。
提高学生学习的兴趣，顺便引出本节课的意图（5分钟）知识回顾那么在上节课我们已经简单介绍了机械能守恒定律，并且安排给了大家学习任务。
那么现在先给大家五分钟的时间，请每个学习小组的两位小组长查看一些本组任务的完成情况，并且选好讲解代表。