1.5科学验证：机械能守恒定律（第一课时）学案

学案10
1.5科学验证：机械能守恒定律（第一课时）
【学习目标】
1、能说出机械能的定义及其变化的功能关系
2、能说出机械能守恒的条件，并能应用守恒条件判断具体情境中机械能是否守恒
重点：能说出机械能守恒的条件，并能应用守恒条件判断具体情境中机械能是否守恒
难点：机械能变化的功能关系
【导入学习】
☆ 问题1：什么是动能？什么是动能定理？
☆ 问题2：什么是重力势能？怎样理解重力势能的相对性和重力势能变化的绝对性？
【自主学习】
学习活动一、机械能的转化与守恒条件探究
情境创设：
☆情境1：物体在自由落体过程中有什么力做功？有什么能量发生转化？
☆情境2：物体沿光滑斜面下滑过程中有什么力做功？有什么能量发生转化？
猜想：以上情境中所涉及的能量之和怎么变化？
理论证明：
(
A
B
h
1
h
2
)情景1、 质量为m的物体只受重力在自由下落过程中经过A点到达B点，已知：A点速度为v1,B点速度为v2, A点离地面高h1，B点离地面高h2
取地面为零势能面
☆问题1：小球在A点的动能和重力势能之和为多少？
☆问题2：小球在B点的的动能和重力势能之和为多少？
☆问题3：请针对A点到B点的过程，应用动能定理。
☆问题4：对上述所列出的动能定理方程变形，分析A、B两点的动能和重力势能之和有怎样的关系？
(
h
1
A
B
h
2
)情景2、 物体以一定的速度冲上一光滑斜面，上滑过程中经过A点到达B点，已知：A点速度为v1，B点速度为v2，A点离地面高h1，B点离地面高h2 （取地面为零势能面）
☆问题1：小球在A点的动能和重力势能之和为多少？
☆问题2：小球在B点的的动能和重力势能之和为多少？
☆问题3：请针对A点到B点的过程，应用动能定理。
☆问题4：对上述所列出的动能定理方程变形，分析A、B两点的动能和重力势能之和有怎样的关系？
对比以上两个情境，可以得出以下两个结论：
总结1、机械能守恒条件是什么？ 重力做功的作用是什么？
总结2、机械能守恒的表达式是什么？
☆ 例1：以下实例中机械能守恒的是（ ）
A．起重机吊起物体匀速上升
B．推出的铅球在空中运动的过程中（不计空气阻力）
C．沿着光滑斜面下滑的物体
D．子弹射穿木块
☆ 例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0，则小球落到地面前瞬间的机械能为（　　）
A．mgh
B．mgH
C．mg(h+H)
D．－mgh
(
A
B
h
1
h
2
)【合作学习】
机械能变化的功能关系探究：质量为m的物体在下落过程中经过A点到达B点，已知：下落过程中受到空气阻力恒为f，A点速度为v1，B点速度为v2,，A点离地面高h1，B点离地面高h2 （取地面为零势能面）
☆问题1：小球在A点的机械能为多少？
☆问题2：小球在B点的的机械能为多少？
☆问题3：请针对A点到B点的过程，应用动能定理？
☆问题4：对上述所列出的动能定理方程变形，分析A、B两点的机械能有怎样的关系？
总结3：机械能变化的功能关系：机械能变化是因为什么力做功？
【知识建构】
例3、某人站在高H的平台上，以速度v0将质量为m的足球踢出平台，如图所示，不计空气阻力，以平台为参考平面，当它经过A点时的速度是多少？已知A点距地面高度为h。
【课堂练习】
1、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机械能一定守恒
B．做变速运动的物体机械能可能守恒
C．外力对物体做功为零时，机械能一定守恒
D．若只有重力做功，物体的机械能一定守恒
2、下列运动中能满足机械能守恒的是（ ）
A．跳伞中的运动员
B．子弹射穿木块
C．细绳一端固定，另一端拴着一个小球，使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动
D．光滑曲面上自由运动的物体
3、如图所示，A、B两球质量相等，A球用不能伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O′点，O 与O′点在同一水平面上，分别将A、B球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时两球恰好仍处在同一水平面上，则（ ）
A．两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等
B．两球到达各自悬点的正下方时，A球动能较大
C．两球到达各自悬点的正下方时，B球动能较大
D．两球到达各自悬点的正下方时，A球损失的重力势能较多
4、轻质弹簧吊着小球静止在如图所示的A位置，现用水平外力F将小球缓慢拉到B位置，此时弹簧与竖直方向的夹角为θ，在这一过程中，对于整个系统，下列说法正确的是（ ）
A．系统的弹性势能不变
B．系统的弹性势能增加
C．系统的机械能不变
D．系统的机械能增加
5．从地面上抛一个质量为m的物体，初速度为v0，不计空气阻力，取地面物体的重力势能为零，当物体的重力势能是其动能3倍时，物体离地面的高度为（ ）
A．3v02/4g
B．3v02/8g
C．v02/8g
D．v02/2g
参考答案：例1.BC 例2 B 例3
课堂练习：1.BD 2.CD 3.B 4.BD 5.C
2021-2022学年高一物理学案 （鲁科版2019必修二） 班级： 姓名： 学号
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