物理必修28.机械能守恒定律学案设计

这是一份物理必修28.机械能守恒定律学案设计，共4页。学案主要包含了全章知识脉络，复习提纲，本章专题剖析，课堂练习等内容，欢迎下载使用。

一、全章知识脉络
二、复习提纲
Ⅰ 功和功率：
1、功：
（1）功的计算公式：
（2）做功的两个不可缺少的因素：（1） （2） ；
（3）功是标量、是过程量。
注意：当 = 时，W=0。例如：线吊小球做圆周运动时，线的拉力不做功；当 < 时，力对物体做负功，也说成物体克服这个力做了功（取正值）
2、功率：
（1）定义：文字表述：_________________________________________________；
公式表示：_________________；
（2）物理意义：___________________________；
（3）国际单位：__________；其他单位：1千瓦=1000瓦特。
（4）其他计算公式：平均功率_____________________；瞬时功率_____________________。
（5）额定功率是发动机正常工作时的 ；实际输出功率 或 额定功率。
Ⅱ 重力势能和弹性势能：
1、重力势能：
（1）重力做功的特点：重力对物体做的功只跟 有关，而跟物体的运动的 无关。
（2）重力势能的定义：
文字表述：_____________________________________________；
公式表示：_____________________________________________
（3）性质：重力势能是标量、状态量、相对量。当物体位于所选择的参考平面（零势面）的上方（下方）时，重力势能为 （ ）。但重力势能的差值与参考平面的选择 。重力势能属于物体和地球组成的系统。
（4）重力势能与重力做功的联系：重力做的功等于物体的重力势能的减小，即WG= ；如重力做负功，即 < ，重力势能增加。
2、弹性势能：
定义：文字表述：______________________________________________；
性质：弹性势能是标量、状态量。
注意：弹性势能EP的大小与弹簧的伸长量或者压缩量l的大小有关，对于同一根弹簧，弹簧的伸长量或者压缩量l ，弹性势能EP 。
弹性势能与弹力做功的联系：弹力做的功等于弹簧的弹性势能的减小。
Ⅲ 动能和动能定理：
1、动能：
（1）定义：文字表述：________________________________________________；
公式表示：___________________。
（2）性质：动能是标量。注意：动能没有方向，不要把速度的方向误认为是动能的方向。 动能是状态量、动能是相对量，同一物体相对于不同参照物其动能可能不同。
2、动能定理：
文字表述：____________________________________________________；
公式表示： W=EK2-EK1 ；
讨论：当W>0时， EK2 > EK1 ，动能增大；当W<0时， EK2 < EK1 动能减小；当W=0时 EK2 = EK1 动能不变。
注意：（1）功和能是两个不同的概念，但相互之间有密切的联系，这种联系体现于动能定理上，外力对物体做的总功等于物体动能的增量，一般来说，不是等于物体动能的本身。
（2）外力对物体所做的总功等于物体受到的所有外力的功（包括各段的运动过程）的代数和。
（3）适用对象：适用于单个物体。
Ⅳ 机械能守恒定律：
内容：_____________________________________________________________________；
条件：只有重力（或弹力）做功，其他力不做功。这里的弹力指研究弹性势能的物体（如弹簧）的弹力，不是指通常的拉力、推力。不能误认为“只受重力（弹力）作用”。
表达式：E2=E1。
注意：（1）研究对象是系统；（2）分清初、末状态。
推导：应用等量转换法，根据动能定理 WG=EK2 - EK1
推出 EK2+ EP2= EK1+ EP1
重力做功与重力势能的关系 WG=EP1 - EP2（即E1=E2）
三、本章专题剖析
1、功的计算方法：
（1）W=FScsθ，该方法主要适用于求恒力的功；
（2）W=Pt，该方法主要适用于求恒定功率时牵引力做功；
（3）用动能定理求功，如果我们所研究的多个力中，只有一个力是变力，其余的都是恒力，而且这些恒力所做的功比较容易计算，研究对象本身的动能增量也比较容易计算时，用动能定理就可以求出这个变力所做的功；
（4）利用功是能量转化的量度求，如果物体只受重力和弹力作用，或只有重力或弹力做功时，满足机械能守恒定律。如果求弹力这个变力做的功，可用机械能守恒定律来求解。
【例题1】如图所示，质量m为2千克的物体，从光滑斜面的顶端A点以v0=5 m / s的初速度滑下，在D点与弹簧接触并将弹簧压缩到B点时的速度为零，已知从A到B的竖直高度h=5米，求弹簧的弹力对物体所做的功。
【例题2】质量为4000kg的汽车，由静止开始以恒定的功率前进，它经秒的时间前进425m，这时候它达到最大速度15m/s。假设汽车在前进中所受阻力不变，求阻力为多大。
2、机械能守恒定律的应用
应用机械能守恒定律的基本思路：
应用机械能守恒定律时，相互作用的物体间的力可以是变力，也可以是恒力，只要符合守恒条件，机械能就守恒。而且机械能守恒，只涉及物体系的初、末状态的物理量，而不须分析中间过程的复杂变化，使处理问题得到简化。应用的基本思路如下；
（1）选取研究对象----物体系或物体。
（2）根据研究对象所经历的物理过程，进行受力，做功分析，判断机械能是否守恒。
（3）恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末态时的机械能。
（4）根据机械能守恒定律列方程，进行求解。
【例题3】在距离地面20m高处以15m/s的初速度水平抛出一小球，不计空气阻力，取g＝10m/s2，求小球落地速度大小。
思考：
（1）前面学习过应用运动合成与分解的方法处理平抛运动，现在能否应用机械能守恒定律解决这类问题？
（2）小球抛出后至落地之前的运动过程中，是否满足机械能守恒的条件？如何应用机械能守恒定律解决问题？
归纳学生分析的结果，明确：
（1）小球下落过程中，只有重力对小球做功，满足机械能守恒条件，可以用机械能守恒定律求解；
（2）应用机械能守恒定律时，应明确所选取的运动过程，明确初、末状态小球所具有的机械能。
四、课堂练习
1、有三个质量都是m的小球a、b、c，以相同的速度v0在空中分别竖直向上、水平和竖直向下抛出，三球落地时
A.动能不同
B.重力做功不同
C.机械能相同
D.重力势能变化量不同
2、如图，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中
A.小球和弹簧总机械能守恒
B.小球的重力势能随时间均匀减少
C.小球在b点时动能最大
D.到c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
3、将一物体以速度v从地面竖直上抛，以地面为零势能参考面，当物体运动到某高度时，它的动能恰为重力势能的一半，不计空气阻力，则这个高度为
A.v2/gB.v2/2g
C.v2/3gD.v2/4g