20xx粵教版高中物理必修2第四章第四節(jié)《機械能守恒定律》(文件)
【正文】 能有重力以外的力作用并做功，所以機械能不一定守恒；在豎直方向做勻速直線運動時，物體的動能不變，可重力勢能在變化，所以機械能不守恒；在水平面上做勻加速直線運動時，物體的重力勢能不變，可動能在增加，所以機械能不守恒。雖然驚險刺激，但不必?fù)?dān)心安全問題，因為設(shè)計者已經(jīng)充分考慮到了安全問題。 （ 1 ） 物 體 上 升 過 程 中 機 械 能 守 恒 ， 則 有 20max 21 mvmgh ?，則mmgvh 5102102 220m a x ???? 。但重力勢能的變化僅由重力做功決定，重力做多少功，重力勢能就減少多少；重力做多少負(fù)功，重圖 441 力勢能就增加多少。故答案選 A。 第四節(jié) 機械能守恒定律 課前自主預(yù)習(xí) ： 、 和 統(tǒng)稱為機械能，機械能的表達(dá)式為 。 ，機械能守恒的是 （ ） A．做豎直上拋運動的物體 B．被勻速吊起的集裝箱 C．一物體從斜面 上 勻速滑下 D． 在粗糙水平面上運動的物體 解析： 做豎直上拋的物體僅受重力作用，故機械能守恒，答案 A正確；被勻速吊起的集裝箱除受重力外還受一個豎直向上，大小等于重力的力作用，故機械能在增加，物體從斜面 勻速下滑表明還受一個沿斜面向上的力；故機械能不守恒；粗糙水平面上運動的物體摩擦力做負(fù)功，機械能不守恒。 答案： D 答案： 1．動能，重力勢能，彈性勢能， E=EK+EP 2．只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，動能，勢能，保持不變 3． Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 ， △ Ek=△ Ep 課堂互動探究 知識點 1 動能與勢能之間的相互轉(zhuǎn)化 新知探究 如圖 441所示， 蹦極是非常刺激的戶外休閑活動，深受年輕人的喜愛．跳躍者站在約 40米以上高度的橋梁、塔頂、高樓甚至熱氣球上．人在蹦極時可在空中享受幾秒鐘的 “ 自由落體 ” ． 當(dāng)人體下落到一定高度時，橡皮繩被拉開、繃緊，阻止人體繼續(xù)下落，當(dāng) 到達(dá)最低點時橡皮繩再次彈起，人被拉起，隨后，又落下，這樣反復(fù)多次直到橡皮繩的彈性消失為止，這就是蹦極的全過程． 從能量轉(zhuǎn)化的角度上看， 人從最高點下落到繩恰好伸直的過程： 轉(zhuǎn)化為 ．從繩恰好伸直到繩的彈力 F＝ mg 的過程： 轉(zhuǎn)化為 和 ．從繩的彈力 F＝ mg到最低點的過程中： 和 轉(zhuǎn)化為 ．整個過程可看成 與 間的相互轉(zhuǎn)化． 答案： 重力勢能，動能， 重力勢能 ， 動能， 彈性勢能 ， 重力勢能 ， 動能 ， 彈性勢能 ，重力 勢能 ， 彈性勢 能 重點歸納 對 動能與勢能之間的相互轉(zhuǎn)化 的理解 由動能定理可知，所有外力做功都會改變動能，即動能的改變等于合外力的功。 [例 1]將質(zhì)量為 m的物體以初速度 smv 100 ?豎直上拋，忽略空氣阻力， g取 2/10 sm ,則： （ 1）物體上升的最大高度是多少？ （ 2）上升過程中，何處重力勢能與動能相等 ？ 解析：物體在豎直上拋過程中，只有重力做功，物體的機械能守恒。跳躍者站在 40 米以上（相當(dāng)于 10 層樓高）高度的橋梁、塔頂、高樓、吊車甚至熱氣球上，把一端固定的一根長長的橡皮條綁在足關(guān)節(jié)處，然后兩臂伸開，雙腿并攏，頭朝下跳下去。 答 案： 不變，機械能，機械能守恒 重點歸納 對機械能守恒定律的理解 圖 442 1. 機械能是否守恒的判斷 （ 1） 從能量特點看：只有系統(tǒng)動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，無其他形式能量之間 (如內(nèi)能 )轉(zhuǎn)化，則系統(tǒng)機械能守恒．如果物體間發(fā)生相互碰撞或相對運動，又有相互間的摩擦作用時有內(nèi)能的增加，機械能一般不守恒． （ 2） 從機械能的定義看：若動能與勢能之和不變化，則機械能守恒．如果一個物體沿斜面勻速 (或減速 )滑下，動能不變 (或減小 )，勢能減小，則機械能減?。灰粋€物體沿水平方向勻速運動時機械能守恒，沿豎直方向勻速運動時機械能不守恒． （ 3） 從 做功特點看：只有重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功，系統(tǒng)機械能守恒．具體表現(xiàn)在： (或系統(tǒng)內(nèi)的彈力 )作用．如：所有做拋體運動的物體 (不計阻力 )． ，但只有重力 (或系統(tǒng)內(nèi)的彈力 )做功．如圖 4－ 4－ 3 甲所示． ，但是做功代數(shù)和為零．如圖 4－ 4－ 2 乙所示， A、 B 間及 B 與地面之間均光滑， A 自 B的上端自由下滑時， B沿地面滑動， A、 B之間的彈力做功，對 A 或 B 機械能均不守恒，但對 A、 B組成的系統(tǒng)機械能守恒． 2. 機械能守恒定律的三種表達(dá)式 (1)Ek1＋ Ep1＝ Ek2＋ Ep2，即初狀 態(tài)的動能與勢能之和等于末狀態(tài)的動能與勢能之和，選用該表達(dá)式時，應(yīng)恰當(dāng)選取參考平面． (2)ΔEk＝－ ΔEp或 ΔEp＝－ ΔEk，即動能 (或勢能 )的增加量等于勢能 (或動能 )的減少量． (3)ΔEA＝－ ΔEB，即 A 物體機械能的增加量等于 B 物體機械能的減少量． 3. 機械能守恒
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