1.5科学验证：机械能守恒定律（第一课时）学案 -2021-2022学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册

学案10 1.5科学验证：机械能守恒定律（第一课时） 【学习目标】 1、能说出机械能的定义及其变化的功能关系 2、能说出机械能守恒的条件，并能应用守恒条件判断具体情境中机械能是否守恒 重点：能说出机械能守恒的条件，并能应用守恒条件判断具体情境中机械能是否守恒 难点：机械能变化的功能关系 【导入学习】 ☆ 问题1：什么是动能？什么是动能定理？ ☆ 问题2：什么是重力势能？怎样理解重力势能的相对性和重力势能变化的绝对性？ 【自主学习】 学习活动一、机械能的转化与守恒条件探究 情境创设： ☆情境1：物体在自由落体过程中有什么力做功？有什么能量发生转化？ ☆情境2：物体沿光滑斜面下滑过程中有什么力做功？有什么能量发生转化？ 猜想：以上情境中所涉及的能量之和怎么变化？ 理论证明： ( A B h 1 h 2 )情景1、 质量为m的物体只受重力在自由下落过程中经过A点到达B点，已知：A点速度为v1,B点速度为v2, A点离地面高h1，B点离地面高h2 取地面为零势能面 ☆问题1：小球在A点的动能和重力势能之和为多少？ ☆问题2：小球在B点的的动能和重力势能之和为多少？ ☆问题3：请针对A点到B点的过程，应用动能定理。 ☆问题4：对上述所列出的动能定理方程变形，分析A、B两点的动能和重力势能之和有怎样的关系？ ( h 1 A B h 2 )情景2、 物体以一定的速度冲上一光滑斜面，上滑过程中经过A点到达B点，已知：A点速度为v1，B点速度为v2，A点离地面高h1，B点离地面高h2 （取地面为零势能面） ☆问题1：小球在A点的动能和重力势能之和为多少？ ☆问题2：小球在B点的的动能和重力势能之和为多少？ ☆问题3：请针对A点到B点的过程，应用动能定理。 ☆问题4：对上述所列出的动能定理方程变形，分析A、B两点的动能和重力势能之和有怎样的关系？ 对比以上两个情境，可以得出以下两个结论： 总结1、机械能守恒条件是什么？ 重力做功的作用是什么？ 总结2、机械能守恒的表达式是什么？ ☆ 例1：以下实例中机械能守恒的是（ ） A．起重机吊起物体匀速上升 B．推出的铅球在空中运动的过程中（不计空气阻力） C．沿着光滑斜面下滑的物体 D．子弹射穿木块 ☆ 例2：如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力。假设桌面处的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间的机械能为（　　） A．mgh B．mgH C．mg(h+H) D．－mgh ( A B h 1 h 2 )【合作学习】 机械能变化的功能关系探究：质量为m的物体在下落过程中经过A点到达B点，已知：下落过程中受到空气阻力恒为f，A点速度为v1，B点速度为v2,，A点离地面高h1，B点离地面高h2 （取地面为零势能面） ☆问题1：小球在A点的机械能为多少？ ☆问题2：小球在B点的的机械能为多少？ ☆问题3：请针对A点到B点的过程，应用动能定理？ ☆问题4：对上述所列出的动能定理方程变形，分析A、B两点的机械能有怎样的关系？ 总结3：机械能变化的功能关系：机械能变化是因为什么力做功？ 【知识建构】 例3、某人站在高H的平台上，以速度v0将质量为m的足球踢出平台，如图所示，不计空气阻力，以平台为参考平面，当它经过A点时的速度是多少？已知A点距地面高度为h。 【课堂练习】 1、关于机械能是否守恒的叙述，正确的是（ ） A．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B．做变速运动的物体机械能可能守恒 C．外力对物体做功为零时，机械能一定守恒 D．若只有重力做功，物体的机械能一定守恒 2、下列运动中能满足机械能守恒的是（ ） A．跳伞中的运动员 B．子弹射穿木块 C．细绳一端固定，另一端拴着一个小球，使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动 D．光滑曲面上自由运动的物体 3、如图所示，A、B两球质量相等，A球用不能伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O′点，O 与O′点在同一水平面上，分别将A、B球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时两球恰好仍处在同一水平面上，则（ ） A．两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等 B．两球到达各自悬点的正下方时，A球动能较大 C．两球到达各自悬点的正下方时，B球动能较大 D．两球到达各自悬点的正下方时，A球损失的重力势能较多 4、轻质弹簧吊着小球静止在如图所示的A位置，现用水平外力F将小球缓慢拉到B位置，此时弹簧与竖直方向的夹角为θ，在这一过程中，对于整个系统，下列说法正确的是（ ） A．系统的弹性势能不变 B．系统的弹性势能增加