1.知道什么是機(jī)械能,知道動(dòng)能和勢(shì)能是可以相互轉(zhuǎn)化的.
2.會(huì)推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律.
3.掌握機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容,理解機(jī)械能守恒的條件.
4.會(huì)靈活運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題.
【新課引入】
伽利略曾研究過(guò)小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)。他發(fā)現(xiàn):無(wú)論斜面B比斜面A陡些或緩些,小球的速度最后總會(huì)在斜面上的某點(diǎn)變?yōu)?,這點(diǎn)距斜面底端的豎直高度與它出發(fā)時(shí)的高度基本相同。
在小球的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,有哪些物理量是變化的?哪些是不變的?你能找出不變的量嗎?
【新知探究】
一、追尋守恒量
小球在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,好像記得自己起始的高度,用物理學(xué)的語(yǔ)言來(lái)說(shuō),這說(shuō)明存在一個(gè)與高度相關(guān)的物理量。這個(gè)量是守恒的,后來(lái)物理學(xué)家就把這個(gè)量叫做能量。
二、動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化


既然重力勢(shì)能與動(dòng)能之間可以互相轉(zhuǎn)化,那彈性勢(shì)能與動(dòng)能之間也可以互相轉(zhuǎn)化嗎?
結(jié)論:重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、動(dòng)能之間是可以互相轉(zhuǎn)化的
三、機(jī)械能守恒定律
機(jī)械能:重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能與動(dòng)能都是機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的能量形式,統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)械能。
如下圖中,質(zhì)量為m的物體均從高為h1的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到高為h2的B點(diǎn),求這四個(gè)過(guò)程中重力對(duì)物體做的功?(不計(jì)空氣阻力和摩擦阻力),若物體在A點(diǎn)的速度為v1,所有阻力均不計(jì),求物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能Ek2
推導(dǎo)得出:機(jī)械能守恒定律。
在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動(dòng)能與重力勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能保持不變。
機(jī)械能守恒的條件:只有重力做功或彈簧彈力做功
(1)物體只受重力或彈簧彈力,不受其他力
(2)物體除受重力或彈簧彈力外,還受其他力,但其他力不做功
(3)除受重力、彈力外,還受其他力,其他力做功,但做功代數(shù)和為零
注意:
(1)不要把其他力不做功理解為物體受到的合外力為零.(物體所受合力為零,機(jī)械能也不一定守恒)
(2)不要把只有重力和彈力做功理解為物體只受重力和彈力.
判斷機(jī)械能是否守恒的方法:
(1)用做功來(lái)分析:分析物體或物體系統(tǒng)的受力情況(包括內(nèi)力和外力),明確各力做功的情況,若對(duì)物體或系統(tǒng)只有重力或彈力做功,沒(méi)有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零,則物體或物體系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。
(2)用能量轉(zhuǎn)化來(lái)分析:若物體系統(tǒng)中只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,系統(tǒng)跟外界沒(méi)有發(fā)生機(jī)械能的傳遞,機(jī)械能也沒(méi)有轉(zhuǎn)化成其他形式的能(如內(nèi)能),則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.
(3)用增減情況分析:若物體系統(tǒng)的動(dòng)能與勢(shì)能均增加,則系統(tǒng)機(jī)械能不守恒;若系統(tǒng)的動(dòng)能不變,而勢(shì)能發(fā)生了變化,或系統(tǒng)的勢(shì)能不變,而動(dòng)能發(fā)生了變化,則系統(tǒng)機(jī)械能不守恒。
【課堂小結(jié)】
【隨堂演練】
1.在下面列舉的各個(gè)實(shí)例中(除A外都不 計(jì)空氣阻力),哪些過(guò)程中機(jī)械能是守恒的? 說(shuō)明理由.
A.跳傘運(yùn)動(dòng)員帶著張開(kāi)的降落傘在空氣中勻速下落( )
B.拋出的標(biāo)槍在空中運(yùn)動(dòng)
C.拉著一個(gè)金屬塊使它沿光滑的斜面勻速上升
D、在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)的小球碰到一個(gè)彈簧,把彈簧壓縮后,又被彈回來(lái)
2.如圖所示,木塊與水平桌面間的接觸面是光滑的,子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi),將彈簧壓縮到最短,則從子彈開(kāi)始射木塊到彈簧壓縮至最短的整個(gè)過(guò)程中( )
A.子彈與木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B.子彈與木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒
C.子彈、木塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
D.子彈、木塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒
3、 如圖所示,下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是( )
A.甲圖中,物體A將彈簧壓縮的過(guò)程中,物體A的機(jī)械能守恒
B.乙圖中,物體B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑時(shí),機(jī)械能守恒
C.丙圖中,不計(jì)任何阻力時(shí)A加速下落、B加速上升的過(guò)程中,A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
D.丁圖中,小球由水平位置A處?kù)o止釋放,運(yùn)動(dòng)到B處的過(guò)程中,機(jī)械能守恒
h
B
A
4.如圖為翻滾過(guò)山車(chē)示意圖,圓軌道的半徑為10m,為了安全,則過(guò)山車(chē)由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)時(shí)離地至少多高?(不考慮空氣阻力和摩擦阻力)
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4 機(jī)械能守恒定律

版本: 人教版 (2019)

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