8.4 机械能守恒定律（一）导学案-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

中学高一物理导学案 课题 8.4机械能守恒定律（一） 课型 新授课 编号 022 班级 姓名 制作人 导学案审批 课程 标准 1.通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。能用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题。 学习 目标 1.理解机械能的概念 2.知道机械能守恒的条件、表达式 3.只受重力、只有重力做功（抛体运动）的机械能守恒 目标1机械能的概念：机械能是动能与势能的总和。 （一） 表达式：E机 = Ek + Ep 1. 动能： 1. 势能： ①重力势能 （相对性） ②弹性势能 （了解） （二） 特点 1. 相对性：势能大小与参考面的选择有关 1. 系统性：重力势能属于物体与地球共有，弹性势能属于弹簧与物体共有 1. 标量性：机械能是标量，只有大小，无方向 例题1.判断下列情景，机械能是否守恒。 序号 物理情景 机械能是否守恒 核心依据 ① 自由落体运动的物体 ② 水平匀速运动的物体 ③ 竖直匀速运动的物体 ④ 合力为0的物体 ⑤ 合力做功为0的物体 ⑥ 抛体运动（不计空气阻力） 例题2.小球平抛运动的机械能计算 小球从A点以初速度 水平抛出，落地速度为 ，A相对B高度 ，A相对地面高度 。 参考面 抛出时机械能 落地时机械能 A点所在面 B点所在面 地面（C点） 核心结论：同一个参考面，初、末状态的机械能大小相等 （三）转化： 分析3个情景 竖直上抛： 拉弓射箭： 弹簧摆： 例题3.如图，质量为m的小球从光滑曲面上滑下。当它到达高度为的位置A时，速度的大小为，滑到高度为的位置B时，速度的大小为。在由高度滑到高度的过程中，（不计空气阻力，重力加速度为g）求：   (1)小球的重力势能减少了多少？ (2)小球的动能增加了多少？ (3)小球下滑过程中机械能守恒吗？若守恒，列出表达式。 (4)小球重力势能减少量等于动能的增加量吗？ 目标2机械能守恒的条件、表达式： （一）条件：只有重力做功（其他力不做功） 【关键词：光滑，不计阻力】 （二）公式： ① ⟹ ② ③ （三）典题： Ⅰ.只受重力，只有重力做功 情境1.自由落体 情境2.抛体 情境3.竖直上抛:可视为质点的小球以v0速度竖直上抛。 (1)上升最大高度H为多少？ (2)h=?,Ek=EP (3)h=?,Ek=3EP Ⅱ.只有重力做功，但其他力不做功 情境1【光滑斜面·曲面】 情境2【细线+小球】 情境3【轨道+滑块】 针对性训练 1．物体在竖直方向上分别做了匀速上升、加速上升和减速上升三种运动。在这三种情况下物体机械能的变化情况是（　　） A．匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小 B．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小 C．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能可能增加，可能减少，也可能不变 D．三种情况中，物体的机械能均增加 2．下列情境中关于机械能守恒的分析正确的是（　　） A．若物体在竖直平面内做匀速圆周运动则物体的机械能可能守恒 B．若物体做匀减速直线运动，则物体的机械能一定守恒 C．若物体做匀变速曲线运动，则物体的机械能一定守恒 D．若物体做平抛运动，则物体的机械能一定守恒 3．如图所示，滑梯顶端离地面的高度为H，一个小孩从粗糙的滑梯顶端由静止开始滑下。若以滑梯顶端为零势能面。以下说法错误的是（　　） A．下滑过程中，小孩的动能增加 B．小孩滑到滑梯底端时的重力势能为-mgH C．下滑过程中，小孩的机械能守恒 D．下滑过程中，滑梯对小孩的支持力不做功 4．如图所示，质量为m的物体以速度v0离开桌面后经过A点时，所具有的机械能是（以地面为零势能面，不计空气阻力）（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，将一质量为m的小球从离地高度为h1的桌面上以速度v竖直向上抛出，小球能达到的最大离地高度为h。若以桌面作为重力势能的零参考平面，不计空气阻力，下列说法中正确的是（    ） A．小球抛出时的机械能为 B．小球在最高点的机械能为mgh C．小球在最高点的机械能为0 D．小球落地时的机械能为mg(h－h1) 6．如图所示，在地面上以初速度v0抛出质量为m的小球，抛出后小球落到比地面低h的海平面上。若以地面为零势能面，且不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．重力对小球做的功为mgh B．小球在海平面上的重力势能为mgh C．小球在海平面上的动能为 D．小球在海平面上的机械能为 7．（多选）如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP＝2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中（　　） A．重力做功mgR B．机械能减少mgR C．合外力做功mgR D．克服摩擦力做功mgR 8．（多选）最近，中国独臂少年张家城打篮球的视频在网上走红，球星易建联为这位少年送上了祝福和寄语。如图所示，某次篮球比赛中，少年将球由静止快速抛出，篮球空心入网，篮球质量为m，抛出时篮球距离地面高度为h1，速度大小为v，篮球距离地面高度为h2，篮球视为质点，重力加速度为g，以地面为零势能面，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．篮球从抛出到进篮筐过程中重力做功为mgh1－mgh2 B．篮球从抛出到进篮筐过程中重力做功为mgh2－mgh1 C．篮球进篮筐瞬间的机械能为 D．篮球进篮筐瞬间的机械能为 9．如图所示，下列关于机械能是否守恒判断正确的是（　　） A．甲图中，物体将弹簧压缩的过程中，物体的机械能守恒（不计空气阻力） B．乙图中，物体在大小等于摩擦力的沿斜面向下的拉力F作用下沿斜面下滑时，物体机械能守恒 C．丙图中，物体沿斜面匀速下滑的过程中，物体机械能不守恒 D．丁图中，斜面光滑，物体在斜面上下滑的过程中，物体机械能守恒 学科网（北京）股份有限公司 $