《2022年高二物理暑期輔導(dǎo)班 課題十一 機(jī)械能之機(jī)械能守恒定律教學(xué)案(無(wú)答案)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年高二物理暑期輔導(dǎo)班 課題十一 機(jī)械能之機(jī)械能守恒定律教學(xué)案(無(wú)答案)(5頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高二物理暑期輔導(dǎo)班 課題十一 機(jī)械能之機(jī)械能守恒定律教學(xué)案(無(wú)答案)
【走進(jìn)考場(chǎng)】
1.重力勢(shì)能
(1)重力做功的特點(diǎn) :重力做功與________無(wú)關(guān),只與初末位置的__________有關(guān).
(2)重力勢(shì)能
①概念:物體由于________而具有的能.
②表達(dá)式:Ep=________.
③矢標(biāo)性:重力勢(shì)能是________,正負(fù)表示其________.
(3)重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系
①定性關(guān)系:重力對(duì)物體做正功,重力勢(shì)能就________;重力對(duì)物體做負(fù)功,重力勢(shì)能就________.
②定量關(guān)系:重力對(duì)物體做的功________物體重力勢(shì)能的
2、減少量.即WG=-(Ep2-Ep1)=________.
2.彈性勢(shì)能
(1)概念:物體由于發(fā)生____________而具有的能.
(2)大?。簭椈傻膹椥詣?shì)能的大小與形變量及勁度系數(shù)有關(guān),彈簧的形變量________,勁度系數(shù)________,彈簧的彈性勢(shì)能越大.
(3)彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系類似于重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系,用公式表示:W=________.
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
⒈正確理解機(jī)械能及機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容。
⒉能判斷物體的機(jī)械能是否守恒。
⒊掌握利用機(jī)械能守恒定律解題的基本方法。
【基礎(chǔ)知識(shí)】
機(jī)械能及其守恒定律
1.機(jī)械能
________和___
3、_____統(tǒng)稱為機(jī)械能,即E=________,其中勢(shì)能包括____________和____________.
2.機(jī)械能守恒定律
(1)內(nèi)容:在只有____________做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動(dòng)能與勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能____________.
(2)表達(dá)式:
①Ek1+Ep1=________________.(要選零勢(shì)能參考平面)
②ΔEk=________.(不用選零勢(shì)能參考平面)
③ΔE增=________.(不用選零勢(shì)能參考平面)
3.應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的基本思路
(1)選取研究對(duì)象——物體或系統(tǒng);
(2)根據(jù)研究對(duì)象所經(jīng)歷的物理過(guò)程,進(jìn)行受力、做功分析
4、,判斷機(jī)械能是否守恒;
(3)恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面,確定研究對(duì)象在過(guò)程初、末狀態(tài)時(shí)的機(jī)械能;
(4)選取適當(dāng)?shù)臋C(jī)械能守恒定律的方程形式(Ek1+Ep1=Ek2+Ep2、ΔEk=-ΔEp或ΔEA=-ΔEB)進(jìn)行求解.
【方法探究】
例1升降機(jī)底板上放一質(zhì)量為100 kg的物體,物體隨升降機(jī)由靜止開(kāi)始豎直向上移動(dòng)5 m時(shí)速度達(dá)到4 m/s,則此過(guò)程中(g取10 m/s2) ( )
A.升降機(jī)對(duì)物體做功5800 J B.合外力對(duì)物體做功5800 J
C.物體的重力勢(shì)能增加500 J D.物體的機(jī)械能增加800 J
【同步練習(xí)】當(dāng)重力
5、對(duì)物體做正功時(shí),物體的( )
A.重力勢(shì)能一定增加,動(dòng)能一定減小 B.重力勢(shì)能不一定減小,動(dòng)能一定增加
C.重力勢(shì)能一定減小,動(dòng)能不一定增加 D.重力勢(shì)能一定增加,動(dòng)能一定增加
【強(qiáng)化練習(xí)】如圖所示,電梯質(zhì)量為M,它的水平地板上放置一質(zhì)量為m的物體,電梯在鋼索的拉力作用下由靜止開(kāi)始豎直向上加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)上升高度為H時(shí),電梯的速度達(dá)到v,則在這段過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.電梯地板對(duì)物體的支持力所做的功等于
B.電梯地板對(duì)物體的支持力所做的功大于
C.鋼索的拉力所做的功等于
D.鋼索的拉力所做的功大于
【例2】如圖
6、所示,光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)相接,導(dǎo)軌半徑為R.一個(gè)質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放,在彈力作用下物體獲得某一向右速度后脫離彈簧,當(dāng)它經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌瞬間對(duì)導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍,之后向上運(yùn)動(dòng)恰能完成半個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)C點(diǎn).試求:
(1)彈簧開(kāi)始時(shí)的彈性勢(shì)能;
(2)物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)克服阻力做的功;
(3)物體離開(kāi)C點(diǎn)后落回水平面時(shí)的動(dòng)能.
【同步練習(xí)】如圖所示,光滑坡道頂端距水平面高度為h,質(zhì)量為m的小物塊A從坡
7、道頂端由靜止滑下,進(jìn)入水平面上的滑道時(shí)無(wú)機(jī)械能損失,為使A制動(dòng),將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長(zhǎng)線M處的墻上,另一端恰位于坡道的底端O點(diǎn).已知在OM段上物塊A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,其余各處的摩擦不計(jì),重力加速度為g,求:
(1)物塊滑到O點(diǎn)時(shí)的速度大??;
(2)彈簧為最大壓縮量d時(shí)的彈性勢(shì)能(設(shè)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)彈性勢(shì)能為零);
(3)若物塊A能夠被彈回到坡道上,則它能夠上升的最大高度是多少?
【例3】如圖是一個(gè)橫截面為半圓、半徑為R的光滑柱面,一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線兩端分別系物體A、B,且mA=2mB,從圖示位置由靜止開(kāi)始釋放A物體,當(dāng)物體B到達(dá)半圓頂點(diǎn)時(shí),求繩的張力
8、對(duì)物體B所做的功.
【同步練習(xí)】如圖所示,一很長(zhǎng)的、不可伸長(zhǎng)的柔軟輕繩跨過(guò)光滑定滑輪,繩兩端各系一小球a和b.a球質(zhì)量為m,靜置于地面;b球質(zhì)量為3m,用手托住,高度為h,此時(shí)輕繩剛好拉緊.從靜止開(kāi)始釋放b后,a可能達(dá)到的最大高度為 ( )
A.h B.1.5h
C.2h D.2.5h
【強(qiáng)化練習(xí)】如圖所示,一固定的
9、楔形木塊,其斜面的傾角為θ=30°, 另一邊與水平地面垂直,頂端有一個(gè)定滑輪,跨過(guò)定滑輪的細(xì)線兩端分別與物塊A和B連接,A的質(zhì)量為4m,B的質(zhì)量為m.開(kāi)始時(shí),將B按在地面上不動(dòng),然后放開(kāi)手,讓A沿斜面下滑而B(niǎo)上升,所有摩擦均忽略不計(jì).當(dāng)A沿斜面下滑距離x后,細(xì)線突然斷了.求物塊B上升的最大高度H.(設(shè)B不會(huì)與定滑輪相碰)
【基礎(chǔ)回扣】
功和能的關(guān)系
不同的力做功
對(duì)應(yīng)不同形
式能的變化
定量的關(guān)系
合外力的功(所有外力的功)
動(dòng)能變化
合外力對(duì)物體做功等于物體動(dòng)能的增量
W合=Ek
10、2-Ek1
重力的功
重力勢(shì)能變化
重力做正功,重力勢(shì)能減少;重力做負(fù)功,重力勢(shì)能增加
WG=-ΔEp=Ep1-Ep2
彈簧彈力的功
彈性勢(shì)能變化
彈力做正功,彈性勢(shì)能減少;彈力做負(fù)功,彈性勢(shì)能增加
W彈=-ΔEp=Ep1-Ep2
只有重力、彈簧彈力的功
不引起機(jī)械能變化
機(jī)械能守恒
ΔE=0
除重力和彈力之外的力做的功
機(jī)械能變化
除重力和彈力之外的力做多少正功,物體的機(jī)械能就增加多少;除重力和彈力之外的力做多少負(fù)功,物體的機(jī)械能就減
W除G、彈力外=ΔE
一對(duì)滑動(dòng)摩擦力的總功
內(nèi)能變化
作用于系統(tǒng)的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力一定做負(fù)功,系統(tǒng)內(nèi)能增加Q=Ff·l
11、相對(duì)
【效果評(píng)估】
1.一蹦極運(yùn)動(dòng)員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺(tái)下落,到最低點(diǎn)時(shí)距水面還有數(shù)米距離。假定空氣阻力可忽略,運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是( )
A. 運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢(shì)能始終減小
B. 蹦極繩張緊后的下落過(guò)程中,彈性力做負(fù)功,彈性勢(shì)能增加
C. 蹦極過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
D. 蹦極過(guò)程中,重力勢(shì)能的改變與重力勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)
2.如圖所示,具有一定初速度的物塊,沿傾角為30°的粗糙斜面向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,受一個(gè)恒定的沿斜面向上的拉力F作用,這時(shí)物塊的加速度大小為4 m/s2,方向沿斜面向下,那么,在物塊向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)
12、程中,下列說(shuō)法正確的是( )
A.物塊的機(jī)械能一定增加
B.物塊的機(jī)械能一定減小
C.物塊的機(jī)械能可能不變
D.物塊的機(jī)械能可能增加也可能減小
3.如圖所示,在高1.5 m的光滑平臺(tái)上有一個(gè)質(zhì)量為2 kg的小球被一細(xì)線拴在墻上,球與墻之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧.當(dāng)燒斷細(xì)線時(shí),小球被彈出,小球落地時(shí)的速度方向與水平方向成60°角,則彈簧被壓縮時(shí)具有的彈性勢(shì)能為(g=10 m/s2)
13、 ( )
A.10 J B.15 J
C.20 J D.25 J
4.如圖所示,A物體放在B物體的左側(cè),用水平恒力F將A拉至B的右端,第一次B固定在地面上,F(xiàn)做功為W1,產(chǎn)生熱量Q1.第二次讓B在光滑地面上自由滑動(dòng),F(xiàn)做功為W2,產(chǎn)生熱量為Q2,則應(yīng)有 A.W1<W2,Q1=Q2 B.W1=W2,Q1=Q2
C.W1<W2,Q1<Q2 D.W1=W2,Q1<Q2
5.如圖所示,ABC和DEF是在同一豎直平面內(nèi)的兩條光滑軌道,其中ABC的末端水平,DEF是半徑為r=0.4 m的半圓形軌道,其直徑DF沿豎直方向,C、D可看作重合的點(diǎn).現(xiàn)有一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從軌道ABC上距C點(diǎn)高為H的地方由靜止釋放.(g取10 m/s2)
(1)若要使小球經(jīng)C處水平進(jìn)入軌道DEF且能沿軌道運(yùn)動(dòng),H至少要有多高?
(2)若小球靜止釋放處離C點(diǎn)的高度h小于(1)中H的最小值,小球可擊中與圓心等高的E點(diǎn),求h.
【困惑反思】