《2018-2019學(xué)年高中物理 第2章 能的轉(zhuǎn)化與守恒 第3節(jié) 能量守恒定律學(xué)案 魯科版必修2》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第2章 能的轉(zhuǎn)化與守恒 第3節(jié) 能量守恒定律學(xué)案 魯科版必修2(4頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第3節(jié) 能量守恒定律
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
(1)掌握機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)、建立過程,理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容;
(2)在具體的問題中能判定機(jī)械能是否守恒,并能列出定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
復(fù)習(xí):
1、動(dòng)能定理的公式
2、物體自由下落時(shí),高度____,速度_____,重力勢能___,動(dòng)能____,此時(shí)_____能轉(zhuǎn)化為_____;豎直上拋的物體,在上升過程中,速度_____,高度____,重力勢能_____,動(dòng)能_____,此時(shí)_____能轉(zhuǎn)化為 ____??梢娭亓菽芎蛣?dòng)能是可以相互轉(zhuǎn)化的。
新課學(xué)習(xí)
一、機(jī)
2、械能及其相互轉(zhuǎn)化
1、機(jī)械能的定義: 統(tǒng)稱為機(jī)械能。
動(dòng)能和勢能都是標(biāo)量、狀態(tài)量,某狀態(tài)的機(jī)械能E也是標(biāo)量、狀態(tài)量。同一狀態(tài)的動(dòng)能和勢能之和為該狀態(tài)的機(jī)械能,即E=
[注意]不同時(shí)刻或狀態(tài)的動(dòng)能與勢能之和不表示機(jī)械能。
2、舉例說明動(dòng)能和重力勢能之間可相互轉(zhuǎn)化
3、舉例說明動(dòng)能和彈性勢能之間可相互轉(zhuǎn)化
h1
h2
Δh
V1
V2
A
B
二、機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)
1、推導(dǎo)過程:如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m的物體自由下落,經(jīng)過高度為h1的A點(diǎn)時(shí)速度為v
3、1,下落到高度為h2的B點(diǎn)時(shí)速度為v2,試寫出物體在A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能和在B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能,并找到這二個(gè)機(jī)械能之間的數(shù)量關(guān)系。
解析:機(jī)械能等于物體的動(dòng)能和勢能之和
所以,A點(diǎn)的機(jī)械能等于 B點(diǎn)的機(jī)械能等于
又在自由落體運(yùn)動(dòng)中,物體只受重力的作用,據(jù)動(dòng)能定理得:
WG= (1)
上式表示,重力所做的功等于動(dòng)能的增加。又據(jù)重力做功與重力勢能的關(guān)系得到
WG= (2)
(2)式表示,重力所做的功等于重力勢能的 。
4、由(1)和(2)式可得 (3)
移項(xiàng)后可得 或者 (4)
在表達(dá)式(3)中,等號(hào)左邊是物體動(dòng)能的 ,等號(hào)右邊是物體重力勢能的 ,該表達(dá)式說明:物體在下落過程中,重力做了多少正功,物體的重力勢能就 ,同時(shí)物體的動(dòng)能就 。
在表達(dá)式(4),等號(hào)左邊是物體在末位置時(shí)的 ,等號(hào)右邊是物體在初位置時(shí)的 ,該式表示動(dòng)能和勢能之和即總的 保持不變。也就
5、是初位置的機(jī)械能等于末位置的機(jī)械能,即機(jī)械能是守恒的。
可以證明,在只有重力做功的情況下,不論物體做直線運(yùn)動(dòng)不是曲線運(yùn)動(dòng)(如平拋和豎直上拋運(yùn)動(dòng)),上述結(jié)論都是正確的。
2、機(jī)械能守恒定律
⑴內(nèi)容
⑵ 表達(dá)式:
6、
3、對(duì)定律的理解
機(jī)械能守恒定律說明了機(jī)械能中的動(dòng)能和勢能這兩種形式的能量在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化,同時(shí)還說明了動(dòng)能和勢能在相互轉(zhuǎn)化的過程中所遵循的規(guī)律,即總的機(jī)械能保持不變。
4、機(jī)械能守恒的條件
只有 對(duì)物體做功時(shí)物體的機(jī)械能守恒
所謂只有重力做功,包括兩種情況:
a.物體只受重力,不受其他的力;
b.物體除重力外還受其他的力,但其他力不做功。
三、能量守恒定律
內(nèi)容:
7、
鞏固練習(xí)
1、關(guān)于物體的機(jī)械能是否守恒的敘述,下列說法中正確的是 ( )
A.做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體,機(jī)械能一定守恒
B.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,機(jī)械能一定守恒
C.外力對(duì)物體所做的功等于0時(shí),機(jī)械能一定守恒
D.物體若只有重力做功,機(jī)械能一定守恒
2、從離地
8、高為H的陽臺(tái)上以速度v豎直向上拋出質(zhì)量為m的物體,它上升h后又返回下落,最后落在地面上,則下列說法中正確的是(不計(jì)空氣阻力,以地面為參考面) ( )
A.物體在最高點(diǎn)時(shí)機(jī)械能為mg(H+h)
B.物體落地時(shí)的機(jī)械能為mg(H+h)+mv2
C.物體落地時(shí)的機(jī)械能為mgH+mv2
D.物體在落回過程中,經(jīng)過陽臺(tái)時(shí)的機(jī)械能為mgH+mv2
3、質(zhì)量均為m的甲、乙、丙三個(gè)小球,在離地面高為h處以相同的動(dòng)能在豎直平面內(nèi)分別做平拋、豎直下拋、沿光滑斜面下滑,則( )
A.三者到達(dá)地面時(shí)的速率相同 B.三者到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能相同
C.三者到達(dá)地面時(shí)的
9、機(jī)械能相同 D.以上說法都不正確
4、一個(gè)人把重物加速上舉到某一高度,下列說法正確的是( )
A.物體所受的合外力對(duì)它所做的功等于物體機(jī)械能的增量
B.物體所受合外力對(duì)它所做的功等于物體的動(dòng)能的增量
C.人對(duì)物體所做的功和重力對(duì)物體所做的功的代數(shù)和等于物體機(jī)械能的增量
D.克服重力所做的功等于物體的重力勢能的增量
5、下列實(shí)例(均不計(jì)空氣阻力)中的運(yùn)動(dòng)物體,機(jī)械能守恒的應(yīng)是( )
A.被起重機(jī)吊起的貨物正在加速上升 B.物體做平拋運(yùn)動(dòng)
C.物體沿粗糙斜面勻速下滑 D、物體做自由落體運(yùn)動(dòng)
鞏固練習(xí)答案
題 號(hào)
1
2
3
4
5
答 案
C
ACD
ABC
BD
BD
4