8.4机械能守恒定律 导学案——2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册(Word版含答案)

莱西二中高一物理导学案
第八节
机械能守恒定律
课
型：新授课
【学习目标】
知识：1．知道机械能的概念，知道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。
3．在具体问题中能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式
能力：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和分析问题。
德育：1.通过在几种不同运动的研究基础上来建立机械能守恒定律的过程，增强严谨的科学态度。
2.在运用机械能守恒定律解决实际问题的过程中，体验学有所得的快乐，并感悟物理与社会生活的紧密联系。
【课前预习案】
1．总结本章中学习的三种形式的能：物体由于运动而具有的能叫
；物体由于被举高而具有的能叫
；物体由于发生弹性形变而具有的能叫
。
2．动能定理的表达式
。
3.
重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系？
。
4.
机械能包括
和
，物体自由下落
能转化成
能。
5.
课前交流分析：质量为1kg的物体从2
m高处自由下落，求下列四个过程中，重力所做的功及物体的动能、重力势能（以最低点为零势能面，g取10m/）。
下落位移/m
重力做的功/J
物体的动能/J
物体重力势能/J
0.5
1.0
1.5
由以上数据分析可得
。
【课堂探究案】
机械能
定义：
。
注：
2.
公式：
。
3.
标矢性：
。
4．机械能具有相对性，其大小与参考平面和参考系的选取有关。
5.
动能和势能之间可以相互转化。
机械能守恒定律的推导
合作探究:分析伽利略双斜面实验、单摆以及弹簧振子中的的机械能的转化规律。
提出问题：动能与势能的相互转化是否存在某种定量的关系？
理论推导：
一个小球沿着光滑的曲面下滑，在A点时动能为
，重力势能为;在B点时动能为
，重力势能为
。试判断A点的机械能
和在B点的机械能
的关系。
得出结论：
拓展提升：若只有弹力做功，又能得到什么结论呢？
机械能守恒定律
内容：
守恒条件：
从做功角度看：
从能量转化角度看：
表达式：
【例题】
例1.
下列过程中,在不计空气阻力的情况下机械能守恒的是(　　)
A.物体做自由落体运动
B.用轻绳系一小球,给小球一初速度,使小球以另一端为圆心,在竖直面内做圆周运动,小球在做圆周运动的过程中
C.自由下落的炸弹在空中爆炸
D.物体以一定的初速度冲上光滑的斜面
例2.物体质量m=2kg
在距地面10m
高处，以10m/s
的水平速度飞行，求它的总机械能为多少？以地面为参考面。
例3.
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？
机械能守恒定律的应用
应用机械能守恒定律解题的一般步骤：
优越性：
课堂小结
【课堂练习】
1.
关于物体的机械能是否守恒的叙述,下列说法中正确的是(　　)
A.做匀速直线运动的物体,机械能一定守恒
B.做匀变速直线运动的物体,机械能一定守恒
C.外力对物体所做的功等于0时,机械能一定守恒
D.若只有重力做功,物体机械能一定守恒
2.
从离地高为H的阳台上以速度v竖直向上抛出质量为m的物体,它上升h后又返回下落,最后落在地面上,则下列说法中正确的是(不计空气阻力,以地面为参考面)(　　)
A.物体在最高点时机械能为mg(H+h)
B.物体落地时的机械能为mg(H+h)+mv2
C.物体落地时的机械能为mgH+mv2
D.物体在落回过程中,经过阳台时机械能为mgH+mv2
3.
以10
m/s的速度将质量为m的物体从地面上竖直向上抛出，若忽略空气阻力，g取10
m/s2，则：
(1)物体上升的最大高度是多少？
(2)上升过程中在何处重力势能与动能相等？
【学后反思】
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