机械能守恒定律一轮导学案1.docx
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机械能守恒定律一轮导学案1.docx
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机械能守恒定律一轮导学案1
第3节机械能守恒定律(第一课时)预习案编号01
时间:
40分钟
【学习目标】
1.重力势能,重力做功和重力势能的变化关系
2.机械能守恒定律的推导、内容、表达式及其条件的判断
3.单个物体利用机械能守恒定律
【使用说明与方法指导】
1、根据教材P63-65,P75-77完成预习案基本知识梳理
2、把预习中存在的问题写在我的疑问区
【课前知识梳理】自主回顾夯基础
一.重力做功和重力势能
1.重力做功特点:
2.重力势能:
(1)表达式:
(2)相对性:
(3)系统性:
3.重力做功与重力势能的关系:
二.弹力做功和弹性势能
1.弹性势能表达式:
2.弹力做功和弹性势能的关系:
二.机械能守恒定律
1.机械能:
物体的和统称为机械能
2.推导机械能守恒定律:
3.机械能守恒定律:
在只有力或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.
4.机械能守恒条件:
只有力或弹簧的力做功.
5.常用表达式:
mgh1+
mv12=mgh2+
mv22.
6.其它表达式:
①守恒观点:
E1=E2需要选择零势能参考平面;
②转化观点:
ΔEk=–ΔEp不需要选择零势能参考平面;
③转移观点:
ΔEA=–ΔEB不需要选择零势能参考平面.
7.应用机械能守恒定律进行解题的一般步骤:
(1)明确研究对象和它的运动过程;
(2)分析物体在运动过程中的受力情况,弄清是否只有系统内的重力和弹力做功,判定机械能是否守恒;
(3)确定物体运动的起始状态和终了状态,选定零势能参考平面后确定物体在始、末两状态的机械能;
(4)根据机械能守恒定律列方程求解
第3节机械能守恒定律探究案编号02
【学习目标】
1.机械能守恒定律条件的判断
2.单个物体机械能守恒定律的应用
考点一.机械能守恒定律条件的判断
例1.如图所示,用轻弹簧相连的物块A和B放在光滑的水平面上,物块A紧靠竖直墙壁,一颗子弹沿水平方向射入物块B后留在其中,由子弹、弹簧和A、B所组成的系统在下列依次进
行的过程中机械能守恒的是()
A.子弹射入物块B的过程
B.物块B带着子弹向左运动,直到弹簧压缩量最大的过程
C.弹簧推着带子弹的物块B向右运动,直到弹簧恢复原长的过程
D.带着子弹的物块B因惯性继续向右运动,直到弹簧伸长量达最大的过程
考点二.单个物体与曲线运动综合-总结应用机械能守恒定律的步骤
例2.一质量m=2千克的小球从光滑斜面上高h=3.5米高处由静止滑下斜面底端紧接着一个半径R=1米的光滑圆环(如图)求:
(1)小球滑至圆环顶点时对环的压力;
(2)小球至少要从多高处静止滑下才能越过圆环最高点;
(3)小球从h0=2米处静止滑下时将在何处脱离圆环(g=9.8米/秒2)。
【课堂检测】
1.关于重力做功和物体的重力势能,下列说法中正确
的是()
A.当重力对物体做正功时,物体的重力势能一定减少
B.物体克服重力做功时,物体的重力势能一定增加
C.地球上任何一个物体的重力势能都有一个确定值
D.重力做功的多少与参考平面的选取无关
2下列物体中,机械能守恒的是()
A.做平抛运动的物体
B.被匀速吊起的集装箱
C.光滑曲面上自由运动的物体
D.物体以4g/5的加速度竖直向上做匀减速运动
3.如图所示,长度为l的轻绳上端固定在O点,下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽略)。
(1)在水平拉力F的作用下,轻绳与竖直方向的夹角为α,小球保持静止。
画出此时小球的受力图,并求力F的大小;
(2)由图示位置无初速释放小球,求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力。
不计空气阻力。
第3节机械能守恒定律(第二课时)探究案
【学习目标】
1.机械能守恒定律的应用
2.机械能守恒定律解决连接体问题
考点一轻绳连体类
例1.如图所示,一根不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端各系一小球a和b.a球质量为m,静置于地面;b球质量为3m,用手托住,高度为h,此时轻绳刚好拉紧.
求:
请你计算出b球落地前瞬时的速度。
例2.如图所示,质量为m和3m的小球A和B,系在长为L的细线两端,桌面水平光滑,高h(h A. B. C. D. 考点二: 轻杆连体类 例3.如图所示,质量分别为2m和3m的两个小球固定在一根直角尺的两端A、B,直角尺的顶点O处有光滑的固定转动轴。 AO、BO的长分别为2L和L。 开始时直角尺的AO部分处于水平位置而B在O的正下方。 让该系统由静止开始自由转动,求: (1)A到达最低点时,A小球的速度大小v; (2)B球能上升的最大高度h; (3)开始转动后B球可能达到的最大速度vm。 考点三: 均匀链条类 例4.一根质量为m、全长为L、粗细均匀的铁链,对称地挂在轻小光滑的定滑轮上,如图所示,受到轻微的扰动后,铁链开始滑动,当铁链脱离滑轮瞬间铁链速度大小为多少? 例5.一根长为L的均匀绳索一部分放在光滑水平面上,长为L1的另一部分自然垂在桌面下,如图所示,开始时绳索静止,释放后绳索将沿桌面滑下,则绳索刚滑离桌面时的速度大小为. 考点四弹簧类机械能守恒问题 例6如图所示,将质量均为m厚度不计的两物块A、B用轻质弹簧相连接。 第一次只用手托着B物块于H高度,A在弹簧弹力的作用下处于静止,现将弹簧锁定,此时弹簧的弹性势能为Ep,现由静止释放A、B,B物块刚要着地前瞬间将弹簧瞬间解除锁定(解除锁定无机构能损失),B物块着地后速度立即变为O,在随后的过程中B物块恰能离开地面但不继续上升。 第二次用手拿着A、B两物块,使得弹簧竖直并处于原长状态,此时物块B离地面的距离也为H,然后由静止同时释放A、B,B物块着地后速度同样立即变为0。 求: (1)第二次释放A、B后,A上升至弹簧恢复原长时的速度v1; (2)第二次释放A、B后,B刚要离地时A的速度v2。 机械能守恒定律训练案1 班级: 姓名: 1.当重力对物体做正功时,物体的( ) A.重力势能一定增加,动能一定减小 B.重力势能一定减小,动能一定增加 C.重力势能不一定减小,动能一定增加 D.重力势能一定减小,动能不一定减小 2.从高为h处以速度v0竖直向上抛出一个质量为m的小球,如图2所示.若取抛出点物体的重力势能为0,不计空气阻力,则物体着地时的机械能为( ) A.mghB.mgh+ mv C. mv D. mv -mgh 3.下列叙述中正确的是() A.做匀变速直线运动的物体的机械能一定守恒 B.做匀速直线运动的物体的机械能可能守恒 C.外力对物体做功为零,物体的机械能一定守恒 D.系统内只有重力和弹力做功时,系统的机械能一定守恒 4.如图所示,细绳跨过定滑轮悬挂两物体M和m,且M>m,不计摩擦,系统由静止开始运动过程中() A.M、m各自的机械能分别守恒 B.M减少的机械能等于m增加的机械能 C.M减少的重力势能等于m增加的重力势能 D.M和m组成的系统机械能守恒 5.如图所示,可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接,跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱,A的质量为B的两倍.当B位于地面时,A恰与圆柱轴心等高,将A由静止释放,B上升的最大高度是() A.2RB.5R/3C.4R/3D.2R/3 6.如 图所示的小球以初速度为v0从光滑斜面底部向上滑,恰能到达最大高度为h的斜面顶部.A是内轨半径大于h的光滑轨道、B是内轨半径小于h的光滑轨道、C是内轨直径等于h的光滑轨道、D是长为0.5h的轻棒,其下端固定一个可随棒绕O点向上转动的小球.小球在底端时的初速度都为v0,则小球在以上四种情况中能到达高度h的有() 7.物体做自由落体运动,Ek代表动能,Ep代表势能,h代表下落的距离,以水平地面为零势能面.下列所示图象中,能正确反映各物理量之间关系的是() 8.一根质量为M的链条一半放在光滑的水平桌面上,另一半挂在桌边,如图5-3-16(a)所示.将链条由静止释放,链条刚离开桌面时的速度为v1.若在链条两端各系一个质量均为m的小球,把链条一半和一个小球放在光滑的水平桌面上,另一半和另一个小球挂在桌边,如图5-3-16(b)所示.再次将链条由静止释放,链条刚离开桌面时的速度为v2,下列判断中正确的是( ) A.若M=2m,则v1=v2B.若M>2m,则v1<v2 C.若M<2m,则v1>v2D.不论M和m大小关系如何,均有v1>v2 9.如图所示,一固定的偰形木块,其斜面的倾角θ=30о,另一边与地面垂直,顶上有一定滑轮.一柔软的细线跨过定滑轮,两端分别与物块A、B连接,A的质量为4m,B的质量为m,开始时将B按在地面上不动,然后放开手,让A沿斜面下滑而B上升.物块A与斜面间无摩擦.设当A沿斜面下滑距离s后,细线突然断了,求物块B上升的最大距离H. 10.如图所示,跨过同一高度处的光滑滑轮的细线连接着质量相同的物体A和B.A套在光滑的水平杆上,定滑轮离水平杆高度为h=0.2m.开始让连A的细线与水平杆夹角θ=53°,由静止释放,求在以后的过程中A所能获得的最大速度(sin53°=0.8,cos53°=0.6) 11.如图所示,半径为R的光滑半圆弧轨道与高为10R的光滑斜轨道放在同一竖直平面内,两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连,水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡.在水平轨道上,轻质弹簧被a、b两小球挤压,处于静止状态.同时释放两个小球,a球恰好能通过圆弧轨道的最高点A,b球恰好能到达斜轨道的最高点B.已知a球质量为m1,b球质量为m2,重力加速度为g.求: (1)a球离开弹簧时的速度大小va; (2)b球离开弹簧时的速度大小vb; (3)释放小球前弹簧的弹性势能Ep. 机械能守恒定律训练案1答题卡 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 班级: 姓名: 机械能守恒定律训练案2 班级: 姓名: 1.如图所示,在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A,若将小球A从弹簧原长位置由静止释放,小球A能够下降的最大高度为h。 若将小球A换为质量为2m的小球B,仍从弹簧原长位置由静止释放,已知重力加速度为g,不计空气阻力,则小球B下降h时的速度为( ) A. B. C. D.0 2.如图4所示,两个质量相同的小球A和B,分别用线悬在等高的O1、O2两点,A球的悬线比B球的悬线长,把两球的悬线拉到水平后将小球无初速度的释放,则经过最低点时(以悬点为零势能点),下列说法不正确的是( ) A.A球的速度大于B球的速度 B.A球的动能大于B球的动能 C.A球的机械能大于B球的机械能 D.A球的机械能等于B球的机械能 3.如图所示,半径为R的竖直固定光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑小球,现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速度v0,若v0大小不同,则小球能够上升到的最大高度(距离底部)也不同.下列说法中正确的是( ) A.如果v0= ,则小球能够上升的最大高度为 B.如果v0= ,则小球能够上升的最大高度为 C.如果v0= ,则小球能够上升的最大高度为 D.如果v0= ,则小球能够上升的最大高度为2R 4.如图所示,质量分别为m和2m的两个小球A和B,中间用轻质杆相连,在杆的中点O处有一固定转动轴,把杆置于水平位置后释放,在B球顺时针摆动到最低位置的过程中(不计一切摩擦)( ) A.B球的重力势能减少,动能增加,B球和地球组成的系统机械能守恒 B.A球的重力势能增加,动能也增加,A球和地球组成的系统机械能不守恒 C.A球、B球和地球组成的系统机械能守恒 D.A球、B球和地球组成的系统机械能不守恒 5.如图所示,在倾角θ=30°的光滑固定斜面上,放有两个质量分别为1kg和2kg的可视为质点的小球A和B,两球之间用一根长L=0.2m的轻杆相连,小球B距水平面的高度h=0.1m.两球从静止开始下滑到光滑地面上,不计球与地面碰撞时的机械能损失,g取10m/s2.则下列说法中正确的是() A.下滑的整个过程中A球机械能守恒 B.下滑的整个过程中两球组成的系统机械能守恒 C.两球在光滑地面上运动时的速度大小为2m/s D.系统下滑的整个过程中B球机械能的增加量为5/3J 6.如图所示,在同一竖直平面内,一轻质弹簧一端固定,另一自由端恰好与水平线AB平齐,静止放于倾角为53°的光滑斜面上。 一长为L=9cm的轻质细绳一端固定在O点,另一端系一质量为m=1kg的小球,将细绳拉至水平,使小球从位置C由静止释放,小球到达最低点D时,细绳刚好被拉断。 之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩,最大压缩量为x=5cm。 (取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求: (1)细绳受到的拉力的最大值; (2)D点到水平线AB的高度h; (3)弹簧所获得的最大弹性势能Ep。 7.将细绳绕过两个定滑轮A和B.绳的两端各系一个质量为m的砝码。 A、B间的中点C挂一质量为M的小球,M<2m,A、B间距离为l,开始用手托住M使它们都保持静止,如图所示。 放手后M和2个m开始运动。 求: (1)小球下落的最大位移H是多少? (2)小球的平衡位置距C点距离h是多少? 8.如图质量为m1的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,A、B都处于静止状态。 一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体A,另一端连一轻挂钩。 开始时各段绳都牌伸直状态,A上方的一段沿竖直方向。 现在挂钩上挂一质量为m3的物体C上升。 若将C换成另一个质量为(m1+m3)物体D,仍从上述初始位置由静止状态释放,则这次B则离地时D的速度的大小是多少? 已知重力加速度为g。 机械能守恒定律训练案2答题卡 题号 1 2 3 4 5 答案
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