高中物理 4.5 机械能守恒定律 导学案 教科版必修2

第5节 机械能守恒定律
【学习目标】
1．知道机械能守恒定律及其适用条件。
2．会应用机械能守恒定律解题，明确解题步骤，知道用这个定律处理问题的优点。
3．能叙述能量守恒定律，体会能量守恒是自然界的基本规律之一。会初步运用能量守恒的观点分析问题。
【阅读指导】
图1 图2
1．物体的机械能包括_________、_________和__________。如图1所示，在一个光滑曲面的上端A，由静止释放一质量为m的小球，若取曲面的底端所在的平面为零重力势能点，小球在A点时的机械能为__________，小球沿曲面滑到曲面底端B点，小球从A点滑到B点的过程中，小球受到_____力和_____力，其中只有____做功，该力做的功W＝_________，重力势能________（填“增加”或“减少”）了__________，由动能定理知小球动能的变化量为_________，此时小球的机械能为_______，在该过程中小球的机械能_______（填“变化”或“不变”）。如果这个曲面是粗糙的，那么小球在由A滑到B的过程中，不仅重力做功同时________力做_____（填“正”或“负”），若该力做了Wf的功，由动能定理可知，物体动能的增加了________，此时的机械能为_______，小球从A滑到B的过程中机械能_________（填“变化”或“不变”）。
2．如图2所示，一根长为h的细绳，一端悬挂 ( http: / / www.21cnjy.com )在天花板上，另一端拴一质量为m的小球，将小球拉至与竖直方向成60°角的位置A，不计空气阻力，由静止释放小球，在小球摆到最低点B的过程中，小球受到______力和_____力的作用，其中只有______力做功，该力做功为___________。由动能定理可知小球的动能增量为______。若假设小球达到最低点所在的平面为零重力势能面，小球在A点的机械能为_______，在B点的机械能为_______，小球从A到B的过程中机械能的总量________（填“变化”或“不变”）。若这个过程中空气阻力不能忽略，那么，小球从A到B的过程中，不仅重力做功，同时_______也做功，机械能的总量将__________（填“增加”、“减少”或“不变”）。
3．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它 ( http: / / www.21cnjy.com )只能从一种形式________为另一种形式，或者从一个物体_________到另一个物体，在转化或转移过程中其总量保持不变。
【课堂练习】
★夯实基础
1．下列几种运动中机械能守恒的是（ ）
A．平抛物体的运动 B．竖直方向的匀速直线运动
C．单摆在竖直平面内的摆动 D．物体沿光滑斜面自由上滑
2．如图所示，一个小球，从 ( http: / / www.21cnjy.com )长度L=10m，倾角为30°的光滑斜面顶端A由静止开始下滑，若g取10m/s2，到达轨道底端B时的速度大小是（ ）
A．10 m/s B．10m/s
C．100 m/s D．200 m/s
3．如图所示，一个可视为质点的 ( http: / / www.21cnjy.com )实心钢球从高H的A点自由落入水面的B点，然后钢球继续落入深为h的水底C处。下列说法正确的是（ ）
A．钢球由A落到C的过程中，机械能守恒
B．钢球由A落到B的过程中，机械能守恒
C．钢球由B落到C的过程中，机械能守恒
D．钢球由A落到C的过程中，动能先增加后减少
4．质量为m的石子从距地面高为H的 ( http: / / www.21cnjy.com )塔顶以初速度v0竖直向下抛出，若只考虑重力作用，则石子下落到距地面高为h处时的动能为：（g表示重力加速度）
A． B．
C． D．
5．物体从某一高度自由落到直立于地面上的轻弹簧上，如图所示在A点开始与弹簧接触，到B点物体速度为零，然后被弹回，则（ ）
A．物体从A到B的过程中，动能不断减小
B．物体从B上升到A的过程中，动能不断增大
C．物体从A到B及B上升到A的过程中，动能是先变大后变小
D．物体在B点的动能为零
6．竖直下抛一小球，不计空 ( http: / / www.21cnjy.com )气阻力和小球落地时的能量损失，小球着地后回跳的高度比抛出点的高度高5.0m。求小球抛出时的速度多大？（g取10m/s2）
★能力提升
7．物体做平抛运动，落地时的动能是刚被抛出时动能的4倍，则物体刚被抛出时的重力势能是动能的多少倍？
8．如图所示，A B和C D为半径为R=l ( http: / / www.21cnjy.com )m的1/4圆弧形光滑轨道，B C为一段长2m的水平轨道．质量为2 kg的物体从轨道A端由静止释放，若物体与水平轨道B C间的动摩擦因数为0.1，求：（l）物体第1次沿C D弧形轨道可上升的最大高度；（2）物体最终停下来的位置与B点的距离．
9．如图所示的装置 ( http: / / www.21cnjy.com )中，轻绳将A、B相连，B置于光滑水平面上，拉力F使B以1m/s匀速地由P运动到Q，P、Q处绳与竖直方向的夹角分别为α1=37°，α2=60°。滑轮离光滑水平面高度h=2m，已知mA=10kg，mB=20kg，不计滑轮质量和摩擦，求在此过程中拉力F做的功？（已知sin37°=0.6，g取10m/s2）
第5节 机械能守恒定律
【阅读指导】
1、动能 重力势能 ( http: / / www.21cnjy.com )弹性势能 mgh 重力 弹力 重力 mgh 减少 mgh mgh mgh 不变 摩擦 负 （mgh－Wf） mgh－Wf 变化 2、重 拉 重 mgh/2 mgh/2 mgh/2 mgh/2 不变 减少 3、只有重力做功 直线 曲线 弹性势能 重力和弹力做功 4、转化、转移
【课堂练习】
1、ACD 2、A 3、B D 4、C 5、0.6m 6、 10m/s 7、3 *8、(1)0.8 (2)2m
h
A
B
60°
A
B
A
B
B
H
C
h
A
R
R
A
B
C
D