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課下作業(yè)綜合提升 第2章 第3節(jié) 新知預(yù)習 巧設(shè)計 名師課堂 一點通 創(chuàng)新演練 大沖關(guān) 要點一 要點二 隨堂檢測歸納小結(jié) 要點三 1 理解動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化 知道機械能包括動能和勢能 2 通過實驗驗證機械能守恒定律 培養(yǎng)學(xué)生收集數(shù)據(jù) 分析論證的能力 3 理解機械能守恒的條件 公式 能應(yīng)用機械能守恒定律分析解決實際問題 學(xué)會用守恒觀點看待問題 讀教材 填要點 一 機械能守恒定律 重力 Ek1 Ep1 二 能量守恒定律1 內(nèi)容能量既不能憑空產(chǎn)生 也不能憑空 它只能從一種形式另一種形式 或從一個物體另一個物體 在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量保持不變 2 意義能量守恒定律是自然界最普遍 最基本的規(guī)律之一 它的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用 為的溝通與聯(lián)系提供了橋梁 3 永動機永遠都不可能制成不消耗任何卻能持續(xù)不斷地對外做功的永動機 消失 轉(zhuǎn)化為 轉(zhuǎn)移到 不同學(xué)科 能量 試身手 夯基礎(chǔ) 1 在 驗證機械能守恒定律 的實驗中 1 從下列器材中選出實驗所必需的 其編號為 A 打點計時器 包括紙帶 B 重物C 天平D 毫米刻度尺E 停表F 運動小車 2 打點計時器的安裝放置要求為 開始打點計時的時候 應(yīng)先 然后 3 實驗中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因主要是 使重物獲得動能往往 為減小誤差 懸掛在紙帶下的重物應(yīng)選擇 答案 見解析 2 關(guān)于機械能守恒定律的適用條件 以下說法中正確的有 A 只有重力和彈力作用時 機械能守恒B 當有其他外力作用時 只要合外力為零 機械能依然守恒C 當有其他外力作用時 只要除了重力以外的其他外力做的功為零 機械能守恒D 炮彈在空中飛行時不計空氣阻力 僅受重力作用 所以爆炸前后機械能守恒 解析 機械能守恒的條件是 只有重力和彈力做功 不是 只有重力和彈力作用 應(yīng)該知道作用和做功是兩個完全不同的概念 有力不一定做功 故A是錯誤的 力為零 是物體的加速度為零 是物體處于靜止或勻速直線運動的另外表達 不是機械能守恒的條件 故B錯誤 C中雖有其他外力 且其他外力做功 但除重力以外的其他外力做功總和為零 故機械能守恒 故C正確 D中由于炮彈爆炸時 大量的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為炮彈的內(nèi)能和動能 故機械能是不守恒的 故D錯誤 答案 C 驗證機械能守恒定律 3 實驗器材鐵架臺 帶鐵夾 電磁打點計時器 重錘 帶紙帶夾子 紙帶 復(fù)寫紙 導(dǎo)線 毫米刻度尺 低壓交流電源 4 6V 4 實驗步驟 1 安裝置 按圖2 3 2將檢查 調(diào)整好的打點計時器豎直固定在鐵架臺上 接好電路 2 打紙帶 將紙帶的一端用夾子固定在重物上 另一端穿過打點計時器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點計時器的地方 先接通電源 后松開紙帶 讓重物帶著紙帶自由下落 圖2 3 2 6 注意事項 1 打點計時器要穩(wěn)定地固定在鐵架臺上 打點計時器平面與紙帶限位孔調(diào)整在豎直方向 以減小摩擦阻力 2 應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物 增大重力可使阻力的影響相對減小 增大密度可以減小體積 可使空氣阻力減小 3 實驗中 需保持提紙帶的手不動 且保證紙帶豎直 待接通電源 打點計時器工作穩(wěn)定后 再松開紙帶 1 1 如圖2 3 3某同學(xué)探究 動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化和守恒 實驗中 下面哪些測量工具是必需的 A 天平B 彈簧測力計C 刻度尺D 秒表 圖2 3 3 2 在一次實驗中 質(zhì)量m 1kg的重物自由下落 在紙帶上打出一系列的點 如圖2 3 4所示 相鄰計數(shù)點時間間隔為0 02s 單位cm 那么 圖2 3 4 紙帶的 端與重物相連 打點計時器打下計數(shù)點B時 物體的速度vB 從起點O到打下計數(shù)點B的過程中物體勢能減少量是 Ep 此過程中物體動能的增加量 Ek g取9 8m s2 通過計算 數(shù)值上 Ek Ep 填 這是因為 實驗的結(jié)論是 答案 1 C 2 左 vB 0 98m s Ep 0 49J Ek 0 48J 重物下落時受阻力作用 在誤差允許范圍內(nèi) 重物下落過程中機械能守恒 機械能守恒的條件及研究對象 1 研究對象 1 當只有重力做功時 可取一個物體 其實是物體與地球構(gòu)成的系統(tǒng) 作為研究對象 2 當物體之間的彈力做功時 必須將這幾個物體構(gòu)成的系統(tǒng)作為研究對象 使這些彈力成為系統(tǒng)內(nèi)力 2 守恒條件 1 從能量特點看 只有系統(tǒng)動能和勢能相互轉(zhuǎn)化 無其他形式能量之間 如內(nèi)能 轉(zhuǎn)化 則系統(tǒng)機械能守恒 如果物體間發(fā)生相互碰撞 物體間發(fā)生相對運動且相互間有摩擦力存在 機械能一般不守恒 2 從機械能的定義看動能與勢能之和是否變化 如果一個物體沿斜面勻速 或減速 滑下 動能不變 或減小 勢能減小 則機械能減小 一個物體沿水平方向勻速運動時機械能守恒 沿豎直方向勻速運動時機械能不守恒 3 從做功特點看 只有重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功 具體表現(xiàn)在 只受重力 或系統(tǒng)內(nèi)的彈力 如做拋體運動的物體 不計阻力 還受其他力 但只有重力 或系統(tǒng)內(nèi)的彈力 做功 如圖2 3 5甲 乙所示 圖2 3 5 系統(tǒng)的內(nèi)力做功 但是做功代數(shù)和為零 系統(tǒng)機械能守恒 如圖2 3 6丙中拉力對A 對B做功不為零 但代數(shù)和為零 AB系統(tǒng)機械能守恒 如圖2 3 6丁所示 A B間及B與接觸面之間均光滑 A自B的上端自由下滑時 B沿地面滑動 A B之間的彈力做功 對A或B機械能均不守恒 但對A B組成的系統(tǒng)機械能守恒 圖2 3 6 名師點睛 1 絕不能將機械能守恒的條件理解為合外力不做功或合外力為零 2 如果物體或系統(tǒng)的機械能發(fā)生變化 必定有除重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力之外的其他力做功 2 如圖2 3 7所示 一輕彈簧固定于O點 另一端系一重物 將重物從與懸點O在同一水平面且彈簧保持原長的A點無初速度地釋放 讓它自由擺下 不計空氣阻力 在重物由A點擺向最低點B的過程中 下列說法正確的是 A 重物的機械能守恒B 重物的機械能增加C 重物的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和不變D 重物與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒 圖2 3 7 思路點撥 確定研究對象 判斷機械能是否守恒 分析重物從A到B的過程中有哪些力做功 解析 重物由A點下擺到B點的過程中 彈簧被拉長 彈簧的彈力對重物做了負功 所以重物的機械能減少 故選項A B錯誤 此過程中 由于只有重力和彈簧的彈力做功 所以重物與彈簧所組成的系統(tǒng)機械能守恒 即重物減少的重力勢能 等于重物獲得的動能與彈簧增加的彈性勢能之和 故選項C錯誤 D正確 答案 D 判斷物體或系統(tǒng)機械能是否守恒 一定要根據(jù)物體或系統(tǒng)動能和勢能之和是否變化或機械能守恒的條件來判斷 1 表達式及特點 機械能守恒定律的應(yīng)用 2 應(yīng)用機械能守恒定律解題的一般步驟是 1 選取系統(tǒng)對象 確定研究過程 2 進行受力分析 考查守恒條件 3 選取零勢能平面 確定初 末狀態(tài)機械能 4 運用守恒定律 列出方程求解 名師點睛 用機械能守恒定律解題應(yīng)遵守 1 參考平面的選取以解題的方便為原則 一般以物體經(jīng)過最低點的所在水平面為參考平面 2 由參考平面和參考系確定初 末狀態(tài)的機械能 3 如圖2 3 8所示 物體A和B系在跨過定滑輪的細繩兩端 物體A的質(zhì)量mA 1 5kg 物體B的質(zhì)量mB 1kg 開始時把A托起來 使B剛好與地面接觸 此時物體A離地面高度為h 1m 放手讓A從靜止開始下落 g取10m s2 求 1 當A著地時 A的速度多大 2 物體A落地后 B還能上升多高 審題指導(dǎo) 解好本題要分清兩個過程 第一個過程是系統(tǒng)機械能守恒 EA EB 第二個過程是利用物體B的機械能守恒解決問題 圖2 3 8 答案 1 2m s 2 0 2m 1 機械能守恒不僅僅指某兩個狀態(tài)的機械能相等 而是過程中任何狀態(tài)的機械能都相等 運用時必須先判斷是否滿足守恒條件 2 研究幾個物體組成系統(tǒng)時 如果每個物體機械能都變化 但系統(tǒng)的總機械能不變 也可對系統(tǒng)應(yīng)用機械能守恒定律 3 重力 或彈力 做功只引起動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化 其他力做功將引起機械能與其他形式能量的相互轉(zhuǎn)化 在分析問題時 要建立起能量守恒的觀點