1、學案17 習題課：機械能守恒定律 【學習目標】1.進一步理解機械能守恒的條件及其判定.2.能靈活應用機械能守恒定律的三種表達方式.3.在多個物體組成的系統中，會應用機械能守恒定律解決相關問題.4.明確機械能守恒定律和動能定理的區(qū)別【學習任務】一、機械能是否守恒的判斷1從做功角度判斷首先判斷分析的是單個物體(其實是單個物體與地球組成的系統)還是系統，看機械能是否守恒，然后根據守恒條件做出判斷(1)單個物體：除重力外無其他力做功(或其他力對這個物體做功之和為零)，則物體的機械能守恒(2)系統：外力中除重力外無其他力做功，內力做功之和為零，則系統的機械能守恒2從能量轉化角度判斷只有系統內動能、重力勢

2、能、彈性勢能的相互轉化，無其他形式能量的轉化，系統機械能守恒例1 如圖1所示，下列關于機械能是否守恒的判斷正確的是( )圖1A甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，物體A機械能守恒B乙圖中，物體B沿斜面勻速下滑，物體B的機械能守恒C丙圖中，不計任何阻力時，A加速下落，B加速上升過程中，A、B組成的系統機械能守恒D丁圖中，小球沿水平面做勻速圓錐擺運動時，小球的機械能守恒二、系統機械能守恒問題的分析多個物體組成的系統，就單個物體而言，機械能一般不守恒，但就系統而言機械能往往是守恒的對系統列守恒方程時常有兩種表達形式：Ek1Ep1Ek2Ep2或EA增EB減，運用前者需要選取合適的參考平面，運用后者無需選

3、取參考平面，只要判斷系統內哪個物體的機械能減少了多少，哪個物體的機械能增加了多少就行了例2 如圖2所示，質量為m的木塊放在光滑的水平桌面上，用輕繩繞過桌邊的光滑定滑輪與質量為M的砝碼相連已知M2m，讓繩拉直后使砝碼從靜止開始下降h的距離(未落地)時，木塊仍沒離開桌面，則砝碼的速度為多少？圖2三、應用機械能守恒定律解決綜合問題例3 如圖3所示，光滑細圓管軌道AB部分平直，BC部分是處于豎直平面內半徑為R的半圓，C為半圓的最高點有一質量為m，半徑較管道略小的光滑的小球以水平初速度v0射入圓管圖3(1)若要小球從C端出來，初速度v0應滿足什么條件？(2)在小球從C端出來瞬間，對管壁壓力有哪幾種情況，

4、初速度v0各應滿足什么條件？【補充學習材料】1(機械能是否守恒的判斷)如圖4所示，具有一定初速度v的物塊，在沿傾角為30的粗糙斜面向上運動的過程中，受一個恒定的沿斜面向上的拉力F作用，這時物塊的加速度大小為5 m/s2，方向沿斜面向下，g取10 m/s2，那么在物塊向上運動的過程中，下列說法正確的是( )圖4A物塊的機械能一定增加B物塊的機械能一定減少C物塊的機械能不變D物塊的機械能可能增加，也可能減少2(系統機械能守恒問題分析)如圖5甲所示，質量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一

5、定高度后再下落，如此反復，不計空氣阻力通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力F隨時間t變化的圖象如圖乙所示，則( )圖5At1時刻小球動能最大Bt2時刻小球動能最大Ct2t3這段時間內，小球的動能先增加后減少Dt2t3這段時間內，小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能3(應用機械能守恒定律解決綜合問題)小物塊A的質量為m2 kg，物塊與坡道間的動摩擦因數為0.6，水平面光滑坡道頂端距水平面高度為h1 m，傾角為37.物塊從坡道進入水平滑道時，在底端O點處無機械能損失，將輕彈簧的一端連接在水平滑道M處并固定墻上，另一自由端恰位于坡道的底端O點，如圖6所示物塊A從坡頂由靜止滑下，重力加

6、速度為g10 m/s2，求：圖6(1)物塊滑到O點時的速度大小；(2)彈簧為最大壓縮量時的彈性勢能；(3)物塊A被彈回到坡道上升的最大高度【實驗班特供題組】題組一 機械能是否守恒的判斷1如圖1所示，電動小車沿斜面從A勻速運動到B，則在運動過程中()圖1A動能減小，重力勢能增加，總機械能不變B動能增加，重力勢能減小，總機械能不變C動能不變，重力勢能增加，總機械能不變D動能不變，重力勢能增加，總機械能增加22020年9月16日，首屆矮寨國際低空跳傘節(jié)在湖南吉首市矮寨大橋拉開帷幕來自全球17個國家的42名跳傘運動員在矮寨大橋上奉獻了一場驚險刺激的低空跳傘極限運動表演他們從離地350米高的橋面一躍而下

7、，實現了自然奇觀與極限運動的完美結合如圖2所示，假設質量為m的跳傘運動員，由靜止開始下落，在打開傘之前受恒定阻力作用，下落的加速度為g，在運動員下落h的過程中，下列說法正確的是( )圖2A物體的重力勢能減少了mghB物體的動能增加了mghC物體克服阻力所做的功為mghD物體的機械能減少了mgh題組二 系統機械能守恒問題分析3如圖3所示，在兩個質量分別為m和2m的小球a和b之間，用一根輕質細桿連接，兩小球可繞過細桿中心的水平軸無摩擦轉動，現讓細桿水平放置，靜止釋放小球后，小球b向下轉動，小球a向上轉動，在轉動90的過程中，以下說法正確的是( )圖3Ab球的重力勢能減少，動能增加Ba球的重力勢能增

8、大，動能減少Ca球和b球的機械能總和保持不變Da球和b球的機械能總和不斷減小4北京殘奧會的開幕式上，三屆殘奧會冠軍侯斌依靠雙手牽引使自己和輪椅升至高空，點燃了殘奧會主火炬，其超越極限、克服萬難的形象震撼了大家的心靈假設侯斌和輪椅是勻速上升的，則在上升過程中侯斌和輪椅的( )A動能增加 B重力勢能增加C機械能減少 D機械能不變5如圖4所示，可視為質點的小球A、B用不可伸長的細軟輕線連接，跨過固定在地面上半徑為R的光滑圓柱，A的質量為B的兩倍當B位于地面時，A恰與圓柱軸心等高將A由靜止釋放，B上升的最大高度是( )圖4A2R B.C. D.6如圖5所示，固定的傾斜光滑桿上套有一個質量為m的圓環(huán)，圓

9、環(huán)與豎直放置的輕質彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點，彈簧處于原長時，圓環(huán)高度為h.讓圓環(huán)沿桿滑下，滑到桿的底端時速度為零則在圓環(huán)下滑到底端的過程中(桿與水平方向夾角為30)( )圖5A圓環(huán)機械能守恒B彈簧的彈性勢能先減小后增大C彈簧的彈性勢能變化了mghD彈簧與光滑桿垂直時圓環(huán)動能最大題組三 應用機械能守恒定律解決綜合問題7如圖6所示，長度為L的細線下掛一個質量為m的小球，小球半徑忽略不計，現用一個水平力F拉小球，使懸線偏離豎直方向角并保持靜止狀態(tài)圖6(1)求拉力F的大小；(2)撤掉F后，小球從靜止開始運動到最低點時的速度為多大？(3)在最低點繩子拉力為多少？8如圖7所示，輕彈簧k

10、一端與墻相連，質量為4 kg的木塊沿光滑水平面以5 m/s的速度運動，并壓縮彈簧，求彈簧在被壓縮的過程中最大彈性勢能及木塊速度減為3 m/s時的彈性勢能9如圖8所示，一內壁光滑的細管彎成半徑為R0.4 m的半圓形軌道CD，豎直放置，其內徑略大于小球的直徑，水平軌道與豎直半圓軌道在C點連接完好置于水平軌道上的彈簧左端與豎直墻壁相連，B處為彈簧原長狀態(tài)的右端將一個質量為m0.8 kg的小球放在彈簧的右側后，用力水平向左推小球而壓縮彈簧至A處，然后將小球由靜止釋放，小球運動到C處后對軌道的壓力大小為F158 N水平軌道以B處為界，左側AB段長為x0.3 m，與小球間的動摩擦因數為0.5，右側BC段光

11、滑g10 m/s2，求：圖8(1)彈簧在壓縮時所儲存的彈性勢能；(2)小球運動到軌道最高處D點時對軌道的壓力學案18 能量守恒定律 課時編號：7.9.2【學習目標】1.通過習題掌握規(guī)律2.深入認識功【學習任務】【概念規(guī)律練】知識點一 能量守恒定律1關于能量守恒定律，下列說法錯誤的是( )A能量能從一種形式轉化為另一種形式，但不能從一個物體轉移到另一物體B能量的形式多種多樣，它們之間可以相互轉化C一個物體能量增加了，必然伴隨著別的物體能量減少D能量守恒定律說明了能量既不會憑空產生也不會憑空消失2下列說法正確的是( )A隨著科技的發(fā)展，永動機是可以制成的B太陽照射到地球上的光能轉化成了其他形式的能

12、量，但照射到宇宙空間的能量都消失了C“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”違背了能量守恒定律，因而是不可能的D有種“全自動”手表，不用上發(fā)條，也不用任何形式的電源，卻能一直走動，說明能量可以憑空產生3歷史上曾有許多人試圖發(fā)明一種機器，它可以不消耗能量而連續(xù)不斷地對外做功，或者消耗少量能量而做大量的功如圖1所示為一種永動機的設計模型人們把這種設想中的不消耗能量的機器叫做第一類永動機這樣的機器能制造出來嗎？請你談談你的看法圖1知識點二 能量耗散4關于“能量耗散”的下列說法中，正確的是( )A能量在轉化過程中，有一部分能量轉化為內能，我們無法把這些內能收集起來重新利用，這種現象叫做能量的耗散B能量在轉化過程

13、中變少的現象叫能量的耗散C能量耗散表明，在能源的利用過程中，即在能量的轉化過程中，能量的數量并未減少，但在可利用的品質上降低了，從便于利用的變成不便于利用的了，而自然界的能量是守恒的D能量耗散表明，各種能量在不轉化時是守恒的，但在轉化時是不守恒的5下列說法正確的是( )A某種形式的能減少，一定存在其他形式能的增加B因為能量守恒，所以“能源危機”是不可能的C能量耗散表明，在能源的利用過程中，能量在數量上并未減少，但在可利用的品質上降低了D能源的利用受能量耗散的制約，所以能源的利用是有條件的，也是有代價的【方法技巧練】應用能量守恒定律解題的方法6水從20 m高處落下，如果水的重力勢能的20%用來使

14、水的溫度升高，則水落下后的溫度將升高多少？(g取10 m/s2)7某地平均風速為5 m/s，已知空氣密度是1.2 kg/m3，有一風車，它的車葉轉動時可形成半徑為12 m的圓面如果這個風車能將圓面內10%的氣流動能轉變?yōu)殡娔?，則該風車帶動的發(fā)電機功率是多大？【補充學習材料】1關于功和能，下列說法中正確的是( )A功和能的單位相同，物理意義也相同B物體未對外做功，這個物體就不具有能量C物體對外做功多，這個物體具有的能量就多D功和能不能相互轉化，是不同的兩個物理量2有關功和能，下列說法正確的是( )A力對物體做了多少功，物體就具有多少能B物體具有多少能，就一定能做多少功C物體做了多少功，就有多少能

15、量消失D能量從一種形式轉化為另一種形式時，可以用功來量度能量轉化的多少3下列關于能量守恒定律的認識正確的是( )A某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加B某個物體的能減少，必然有其他物體的能增加C不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機器永動機不可能制成D石子從空中落下，最后停止在地面上，說明機械能消失了4有人設想在夏天用電冰箱來降低房間的溫度他的辦法是：關好房間的門窗然后打開冰箱的所有門讓冰箱運轉，且不考慮房間內外熱量的傳遞，則開機后，室內的溫度將( )A逐漸有所升高B保持不變C開機時降低，停機時又升高D開機時升高，停機時降低5行駛中的汽車制動后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)

16、出明亮的火焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈，線圈中產生電流上述不同現象中所包含的相同的物理過程是( )A物體克服阻力做功B物體的動能轉化為其他形式的能量C物體的勢能轉化為其他形式的能量D物體的機械能轉化為其他形式的能量6.圖2一質量均勻且不可伸長的繩索，重為G，A、B兩端固定在天花板上，如圖2所示今在最低點C施加一豎直向下的力將繩緩慢拉至D點，在此過程中，繩索AB的重心位置( )A逐漸升高 B逐漸降低C先降低后升高 D始終不變7如圖3所示，圖3輕質彈簧長為L，豎直固定在地面上，質量為m的小球，在離地面高度為H處，由靜止開始下落，正好落在彈簧上，使彈簧的最大壓縮量為x.

17、在下落過程中，小球受到的空氣阻力為F阻，則彈簧在最短時具有的彈性勢能為( )A(mgF阻)(HLx)Bmg(HLx)F阻(HL)CmgHF阻(HL)Dmg(Lx)F阻(HLx)8如圖4所示，圖4在抗洪救災中，一架直升機通過繩索用恒力F豎直向上拉起一個漂在水面上的木箱，使其由水面開始加速上升到某一高度，若考慮空氣阻力而不考慮空氣浮力，則在此過程中，以下說法正確的有( )A力F所做的功減去克服阻力所做的功等于木箱重力勢能的增量B木箱克服重力所做的功等于木箱重力勢能的增量C力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于木箱動能的增量D力F和阻力的合力所做的功等于木箱機械能的增量9.圖5如圖5所示，一塊長木板

18、B放在光滑的水平面上，在B上放一物體A，現以恒定的外力拉B，由于A、B間摩擦力的作用，A將在B上滑動，以地面為參照物，A、B都向前移動一段距離在此過程中( )A外力F做的功等于A和B動能的增量BB對A的摩擦力所做的功，等于A的動能增量CA對B的摩擦力所做的功，等于B對A的摩擦力所做的功D外力F對B做的功等于B的動能的增量與B克服摩擦力所做的功之和10一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊，并從中穿出關于這一過程，下列說法正確的是( )A子彈減少的機械能等于木塊增加的機械能B子彈和木塊組成的系統機械能的損失量等于系統產生的熱量C子彈減少的機械能等于木塊增加的動能與木塊增加的內能之和D子彈減少的動能等于木塊增加的動能與子彈和木塊增加的