1、第第3 3課時機械能機械能守恒定律課時機械能機械能守恒定律 知識梳理知識梳理考點透析考點透析知識梳理知識梳理 教材導引教材導引 以題扣點以題扣點教材導讀教材導讀1.1.教材上是怎樣分析物體在豎直方向運動過程中能量的轉化的教材上是怎樣分析物體在豎直方向運動過程中能量的轉化的? ?答案答案: :通過物體自由下落或沿光滑斜面滑下通過物體自由下落或沿光滑斜面滑下, ,重力勢能轉化為動能重力勢能轉化為動能, ,物物體以一定速度豎直上升或沿光滑斜面滑上體以一定速度豎直上升或沿光滑斜面滑上, ,動能轉化為重力勢能動能轉化為重力勢能. .2.2.教材上是如何推導機械能守恒定律的教材上是如何推導機械能守恒定律的

2、? ?基礎提點基礎提點知識點一知識點一 重力勢能、彈性勢能重力勢能、彈性勢能1.1.重力做功與重力勢能重力做功與重力勢能(1)(1)重力做功的特點重力做功的特點重力做功與重力做功與 無關無關, ,只與始末位置的只與始末位置的 有關有關. .(2)(2)重力做功與重力勢能變化的關系重力做功與重力勢能變化的關系定性關系定性關系: :重力對物體做正功重力對物體做正功, ,重力勢能就重力勢能就 ; ;重力對物重力對物體做負功體做負功, ,重力勢能就重力勢能就 . .定量關系定量關系: :物體從位置物體從位置A A到位置到位置B B時時, ,重力對物體做的功等于重力對物體做的功等于物體重力勢能的物體重力

3、勢能的 , ,即即W WG G= = . .重力勢能的變化量是絕對的重力勢能的變化量是絕對的, ,與參考面的選取與參考面的選取 . .路徑路徑高度差高度差減小減小增加增加變化量變化量E EpApA-E-EpBpB無關無關2.2.彈性勢能彈性勢能(1)(1)定義定義發生彈性形變的物體的各部分之間發生彈性形變的物體的各部分之間, ,由于有彈力的相互作用而具由于有彈力的相互作用而具有的勢能有的勢能. .(2)(2)彈力做功與彈性勢能變化的關系彈力做功與彈性勢能變化的關系彈力做功與彈性勢能變化的關系類似于重力做功與重力勢能彈力做功與彈性勢能變化的關系類似于重力做功與重力勢能變化的關系變化的關系. .對

4、于彈性勢能對于彈性勢能, ,一般地物體的彈性形變量越大一般地物體的彈性形變量越大, ,彈性勢能彈性勢能 . .越大越大【試練【試練1 1】 一實心鐵球與一實心木球質量相等一實心鐵球與一實心木球質量相等, ,將它們放在同將它們放在同一水平地面上一水平地面上, ,下列結論中正確的是下列結論中正確的是( ( ) )A.A.鐵球的重力勢能大于木球的重力勢能鐵球的重力勢能大于木球的重力勢能B.B.鐵球的重力勢能等于木球的重力勢能鐵球的重力勢能等于木球的重力勢能C.C.鐵球的重力勢能小于木球的重力勢能鐵球的重力勢能小于木球的重力勢能D.D.以上三種情況都有可能以上三種情況都有可能解析解析: :因鐵球和木球

5、的密度不同因鐵球和木球的密度不同, ,所以質量相等的鐵球和木球所以質量相等的鐵球和木球, ,木球的體積較大木球的體積較大, ,放在同一水平地面上時放在同一水平地面上時, ,木球的重心高木球的重心高, ,因此因此, ,木球的重力勢能大于鐵球的重力勢能木球的重力勢能大于鐵球的重力勢能, ,選項選項C C正確正確. .C C機械能機械能守恒定律機械能機械能守恒定律知識點二知識點二1.1.機械能機械能: :動能、動能、 勢能和勢能和 勢能統稱為機械能勢能統稱為機械能. .2.2.機械能守恒定律機械能守恒定律(1)(1)內容內容: :在只有重力或彈力做功的在只有重力或彈力做功的 內內, , 與與 可可互

6、相轉化互相轉化, ,而總的機械能而總的機械能 . .(2)(2)三種守恒表達式三種守恒表達式角度角度適用對象適用對象表達式表達式意義意義守恒守恒角度角度一個物體一個物體E E1 1=E=E2 2機械能時刻相等機械能時刻相等轉化轉化角度角度兩個或多個物體兩個或多個物體EEk k=-E=-Ep p動增動增( (減減) )等于勢減等于勢減( (增增) )轉移轉移角度角度兩個物體兩個物體EEA A=-E=-EB BA A增增( (減減) )等于等于B B減減( (增增) )重力重力彈性彈性物體系統物體系統動能動能勢能勢能保持不變保持不變【試練【試練2 2】 關于機械能是否守恒關于機械能是否守恒, ,下

7、列說法正確的是下列說法正確的是( ( ) )A.A.做勻速直線運動的物體機械能一定守恒做勻速直線運動的物體機械能一定守恒B.B.做圓周運動的物體機械能一定守恒做圓周運動的物體機械能一定守恒C.C.做變速運動的物體機械能可能守恒做變速運動的物體機械能可能守恒D.D.合外力對物體做功不為零合外力對物體做功不為零, ,機械能一定不守恒機械能一定不守恒解析解析: :做勻速直線運動或圓周運動的物體做勻速直線運動或圓周運動的物體, ,不一定只有重力或彈不一定只有重力或彈力做功力做功, ,做變速運動的物體也可能只有重力或彈力做功做變速運動的物體也可能只有重力或彈力做功, ,合外力合外力對物體做的總功可能是重

8、力和彈力做的功對物體做的總功可能是重力和彈力做的功. .C C考點透析考點透析 突破重難突破重難 課堂探究課堂探究考點一考點一機械能守恒的判斷機械能守恒的判斷 機械能守恒條件的理解機械能守恒條件的理解(1)(1)只受重力作用只受重力作用, ,如在不考慮空氣阻力的情況下的各種拋如在不考慮空氣阻力的情況下的各種拋體運動體運動, ,物體的機械能守恒物體的機械能守恒. .(2)(2)受其他力受其他力, ,但其他力不做功但其他力不做功, ,只有重力或系統內的彈力只有重力或系統內的彈力做功做功. .(3)(3)物體或系統只有動能和勢能的相互轉化物體或系統只有動能和勢能的相互轉化, ,無其他形式能無其他形式

9、能量的轉化量的轉化. .BDBD 思路探究思路探究: : (1)(1)對于物體對于物體M,M,外力做功情況是怎樣的外力做功情況是怎樣的? ?答案答案: :物體物體M M向下運動向下運動, ,其重力做正功其重力做正功, ,細繩拉力做負功細繩拉力做負功. .(2)(2)對于由對于由M M、m m組成的系統運動過程中外力做功情況是怎樣的組成的系統運動過程中外力做功情況是怎樣的? ?答案答案: :系統受重力、滑輪的支持力作用系統受重力、滑輪的支持力作用, ,但在運動過程中只有重但在運動過程中只有重力做功力做功. .解析解析: :對物體對物體M M或或m,m,運動過程中本身重力做功運動過程中本身重力做功

10、, ,細繩拉力做功細繩拉力做功, ,機機械能不守恒械能不守恒; ;對物體對物體M M、m m組成的系統組成的系統, ,運動過程中只有重力做功運動過程中只有重力做功, ,機械能守恒機械能守恒; ;由于由于Mm,Mm,運動過程中物體運動過程中物體M M減少的重力勢能應大于減少的重力勢能應大于物體物體m m增加的重力勢能增加的重力勢能, ,故選項故選項B B、D D正確正確. .思維深化思維深化對多個物體組成的系統對多個物體組成的系統, ,除考慮是否只有重力或彈力做功外除考慮是否只有重力或彈力做功外, ,還還要考慮系統內力做功要考慮系統內力做功, ,如有滑動摩擦力做功時如有滑動摩擦力做功時, ,因有

11、摩擦生熱因有摩擦生熱, ,系統機械能有損失系統機械能有損失. .A A 考點二考點二機械能守恒定律的應用機械能守恒定律的應用 審題圖示審題圖示方法技巧方法技巧當物體與彈簧之間發生相互作用的過程中當物體與彈簧之間發生相互作用的過程中, ,由于彈簧彈力隨由于彈簧彈力隨形變量的變化而變化形變量的變化而變化, ,在求彈簧的彈力做功或彈簧的彈性勢在求彈簧的彈力做功或彈簧的彈性勢能時能時, ,通?？梢愿鶕到y的機械能守恒或功能關系進行分析通?？梢愿鶕到y的機械能守恒或功能關系進行分析. .答案答案: : (1)3 m/s (1)3 m/s(2)3.2 N(2)3.2 N方向向下方向向下考點三考點三多物體及多過程機械能守恒問題多物體及多過程機械能守恒問題思路探究思路探究: : (1)“ (1)“軌道的軌道的ADAD段光滑段光滑”有怎樣的意義有怎樣的意義? ?答案答案: :軌道的軌道的ADAD段光滑段光滑, ,故輕桿由釋放到故輕桿由釋放到P P球到達球到達C C點的過程中點的過程中, ,除重力外除重力外, ,其他力對由其他力對由P P、Q Q球和輕桿組成的系統不做功球和輕桿組成的系統不做功. .(2)P(2)P、Q Q兩球各自的機械能守恒嗎兩球各自的機械能守恒嗎? ?答案答案: :不守恒不守恒, ,除兩球各自重力做功外除兩球各自重力做功外, ,桿對兩球的作用力分桿對兩