高中物理《4.5机械能守恒定律》学案 教科版必修2

4.5机械能守恒定律
一、动能和势能的相互转化
1．机械能：动能和势能(包括重力势能和弹性势能)统称为__________；
即机械能=
2. 动能和势能之间的转化是通过_____或______做功来实现的．
3．竖直上抛运动：
上升阶段：重力对物体做________， 能转化为____________能
下降阶段：重力对物体做____ __， 能转化为 能
重力做功，动能
与势能相互转化。
二、机械能守恒定律
1、推导过程（书本80页）
2．内容：在只有________________做功的物体系统内，动能与势能可以相互__________，而总的机械能保持不变，这叫做机械能________定律。
表达式： 初总机械能=末总机械能
即：Ek1＋Ep1＝___ 或：
3、机械能守恒定律的适用条件：
提问1：机械能守恒的条件是“只有重力对物体做功”这句话的意思是(　　)
A．物体只能受重力的作用，而不能受其他力的作用
B．物体除受重力以外，还可以受其他力的作用，但其他力不做功
C．只要物体受到的重力做了功，物体的机械能就守恒，与其他力做不做功无关
D．以上说法均不正确
例：书本81页
解题步骤小结：
对于只有重力或弹簧弹力做功的情况，可以判断机械能守恒
物体或者系统机械能若守恒，则初状态系统总机械能等于末状态总机械能。列式得。
完成课本练习；
补充练习：
1、关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法正确的是(　　)
A．只有重力和弹力作用时，机械能才守恒
B．当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能就守恒
C．当有其他外力作用时，只要其他外力不做功，机械能就守恒
D．炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒
2.从h高处以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的小球，如图1所示．若取抛出处物
体的重力势能为0，不计空气阻力，则物体着地时的机械能为(　　)
A．mgh B．mgh＋mv
C.mv D.mv－mgh
补充练习：1.如图2所示，下列关于机械能是否守恒的判断错误的是(　　)
图2
A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒
B．乙图中，在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，物体B机械能守恒
C．丙图中，不计任何阻力时，A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成的系统机械能守恒
D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒
2．如图所示，一个小孩从粗糙的滑梯上加速滑下，对于其机械能的变化情况，判断正确的是(　　)
A．重力势能减小，动能不变，机械能减小
B．重力势能减小，动能增加，机械能减小
C．重力势能减小，动能增加，机械能增加
D．重力势能减小，动能增加，机械能不变
实验六（验证机械能守恒定律）练习：
3．(双选)用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，下列需要测量的有(　　)
A．重物的质量
B．重力的加速度
C．重物下落的高度
D．与重物下落高度对应的重物的瞬时速度
4．在验证机械能守恒定律的实验中：
(1)从下列器材中选出实验所必需的，其编号为______．
A．打点计时器(包括纸带) 　　B．重物
C．天平 　　 D．毫米刻度尺
E．秒表 　　 F．运动小车
(2)打点计时器的安装放置要求为____ ( http: / / www.21cnjy.com )______；开始打点计时的时候，应先________，然后再________________________________．
(3)选择下列正确的实验步骤，并按次序排列为________．
A．用天平测出重锤的质量
B．把打点计时器竖直地夹稳在铁架台上
C．接通电源，松开纸带 D．松开纸带，接通电源
E．用停表记下重锤下落的时间 F．取下纸带，重复上述实验3次
G．将纸带固定在重锤上，让纸带穿过打点计时器并用手提住，使重锤靠近打点计时器
H．选取理想纸带，对几个方便的点测量并计算，看mgh和mv2是否相等
5．在“验证机械能守恒定律”的实验中，根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，则以v2为纵轴，以h为横轴，画出的图线应是下图中的(　　)
6．在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，查得当地的重力加速度g＝9.80 m/s2，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D分别是每两个点取出的计数点．根据以上数据，可知重物由O点运动到B点时．
(1)重力势能的减少量为多少？
(2)动能的增加量是多少？
(3)根据计算的数据可得出什么结论？产生误差的主要原因是什么？
7．(双选)如图4所示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，我们选中
N点来验证机械能守恒定律．下面举出一些计算N点速度的方法，正确的是(　　)
A．N点是第n个点，则vn＝gnT
B．N点是第n－1个点，则vn＝g(n－1)T
C．vn＝
D．vn＝