人教版高一物理必修二第六章机械能守恒定律学案

机械能守恒定律学案

【学习重点】

1. 机械能。

2. 机械能守恒定律以及它的含义和适用条件。

【学习难点】 机械能守恒定律以及它的含义和适用条件。

【学习内容】

一、机械能E

1．定义：物体由于做机械运动而具有的能叫机械能。用符号E 表示，它是动能和势能(包括重力势能和弹性势能)的统称。

2．表达式：E=E K +E P

3．注意：①机械能是即时量。②机械能是标量。③机械能具有相对性。

机械能的几种不同形式之间可以相互转化。举例：如自由落体和竖直上抛过程中，重力势能和动能之间发生相互转化。

二、机械能守恒定律

1．推导：

2．定律的表述：

因研究对象的选取不同，机械能守恒定律有以下三种表述：

只有重力做功系统或只有弹簧弹力做功系统或只有重力和弹簧弹力做功系统中的机械能守恒定律。

3．表达式：（1）222

121v m h mg mv mgh '+'=+

， 即k p k p E E E E '+'=+； （2）p K E E ∆-=∆， 0

=∆+∆k P E E （3）B A E E ∆-=∆

4．适用条件：只有系统内的重力或弹簧弹力做功，其他力不做功或做功的代数和为零。

5．物理意义：定律包含两层意思：一是机械能的几种不同形式(动能与势能)之间相互转化，其转化的条件是系统内的重力或弹簧的弹力做功。二是机械能的总量保持不变，其条件是只有系统内的重力或弹簧的弹力做功。“守恒”是一个动态概念，指在动能和势能相互转化的整个过程中的任何时刻、任何位置的机械能的总量总保持恒定不变。

6． 对定律的理解：

(1)机械能守恒定律指出了重力和弹性力对物体(或系统)的做功过程，必然伴随着物体(或系统)的动能和势能、或势能和动能之间相互转化的过程。因此，“守恒”是一个动态概念，它与“不变”不同。

(2)机械能守恒的条件必须是“只有重力和弹性力做功．没有其他外力做功”。不能把定律的成立条件说成是“只有重力和弹性力的作用”，“作用”与“做功”是不同的两个物理概念，不能相混．这里的弹性力，在中学物理中狭义地指弹簧中的弹力。

1．关于机械能守恒定律适用条件的下列说法中正确的是( )

A．只有重力和弹性力作用时，机械能守恒。

B．当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能守恒。

C．当有其它外力作用时，只要合外力的功为零，机械能守恒。

D．炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒

三、判断机械能守恒的方法

１、从做功的角度分析

2、从能量转化的角度分析：

2、在下列实例中，不计空气阻力，机械能守恒的是( )

A．作自由落体运动的物体。 B．小球落在弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起。

C．沿光滑曲面自由下滑的物体。D．起重机将重物匀速吊起。

3、如图所示，两个质量相同的物体A和B，在同一高度处，A物体自由落下，B物体沿光滑斜面下滑，则它们到达地面时(空气阻力不计)( )

A．速率相同，动能相同。

B．B物体的速率大，动能也大。

C．A、B两物体在运动过程中机械能都守恒。

D．B物体重力所做的功比A物体重力所做的功多。

4．关于机械能是否守恒的叙述，正确的是( )

A．作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒。B．作匀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．只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒

5.如图所示，竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，质量为m的小球，从轻弹簧的正上方某一高处自由落下，并将弹簧压缩，直到小球的速度变为零．对于小球、轻弹簧和地球组成的系统，在小球开始与弹簧接触到小球的速度变为零的过程中，有( )

A．小球的动能和重力势能的总和越来越小，小球的动能和弹性势能的总和越来越

大

B．小球的动能和重力势能的总和越来越小，小球的动能和弹性势能的总和越来越

小

C．小球的动能和重力势能的总和越来越大，小球的动能和弹性势能的总和越来越

大

D．小球的动能和重力势能的总和越来越大，小球的动能和弹性势能的总和越来越小

6．质量为0．5kg的物体以加速度g／2竖直下落5m时，物体的动能为_________J，重力势能减少_________J，在此过程中，物体的机械能__________(填：守恒或不守恒)。

7．在水平地面上以10m/s的初速度斜向上方抛出一个石块，一次初速度方向与地面成60°角，另一次与地面成30°角，石块落回地面时速度的大小是否相同，各是多大?

机械能守恒定律作业

1．下列说法中，正确的是( )

A．机械能守恒时，物体一定不受阻力。

B．机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用。

C．物体处于平衡状态时，机械能必守恒。

D．物体所受的外力不等于零，其机械能也可以守恒。

2．如图所示，距地面h高处以初速度Vo沿水平方向抛出一个物体，不计空气阻力，物体在下落过程中，下列说法正确的是( )

A．物体在c点比a点具有的机械能大。

B．物体在a点比c点具有的动能大。

C．物体在a、b、c三点具有的动能一样大。

D．物体在a、b、c三点具有的机械能相等。

3．从离地面h高处以初速v0，分别向水平方向、竖直向上、竖直向下抛出a，b，c三个质量相同的小球，则它们( )

A．落地时的动能相同 B．落地时的动能大小是E kc＞E ka＞E kb

C．落地时重力势能的减少量相同

D．在运动过程中任一位置上的机械能都相同。

4．自由落下的小球，从接触竖直放要的弹簧开始到弹簧被压缩到最大形变的过程中，下列说法中正确的是( )

A．小球的动能逐渐减小。 B．小球的重力势能逐渐减小。

C．系统的机械能逐渐减小。 D.系统的机械能保持不变。

5．如图所示，从高H的平台上，以初速度v O抛出一个质量为m

的小球，当它落到抛出点下方h处时的动能为( )

A．1/2mv02+mgH B．1/2mv02+mgh

C．mgH-mgh D．1/2mv02+mg（H-h）

6．长1的线的一端系住质量为m的小球，另一端固定，使小球在竖直平面内以绳的固定点为圆心恰能做完整的圆周运动，下列说法正确的是( )

A．小球、地球组成的系统机械能守恒。

B．小球做匀速圆周运动。

C．小球对绳拉力的最大值与最小值相差6mg。

D．以最低点为参考平面，小球机械能的最小值为2mgl。

7．有一斜轨道AB与同材料的l／4圆周轨道BC圆滑相接，数据如

图所示，D点在C点的正上方，距地面高度为3R，现让一个小滑块

从D点自由下落，沿轨道刚好能滑动到A点，则它再从A点沿轨道

自由滑下，能上升到的距地面最大高度是（不计空气阻力） ( )

A．R B．2R

C．在0与R之间 D．在R与2R之间

8．如图所示，两个半径不同内壁光滑的半圆轨道，固定于地面，一小球先后从与球心在同一高度上的A、B两点由静止出发自由滑下，通过最低点时，下述说法中正确的是( )

A．小球对轨道底端的压力是相同的。

B．小球对轨道底端的压力是不同的，半径大的压力大。

C．通过最低点的速度不同，半径大的速度大。

D．通过最低点时向心加速度是相同的。

9、如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动。在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是（）

班级姓名学号

9．质量为O．5kg的物体作自由落体运动，下落ls后，物体的动能为_________J，重力势能减少_________J，在此过程中，物体的机械能__________(填：守恒或不守恒)。

10、用一根长l的细线，一端固定在项板上，另一端拴一个质量为m的小球。现使细线偏离竖直方向α角后，从A处无初速地释放小球(如图)，试问：

(1)小球摆到最低点O时的速度?

(2)小球摆到左方最高点的高度(相对最低点)?

(3)若在悬点正下方P 处有一钉子，O ′P=l ／3，则小球碰钉后，向左摆动过程中能达到的最大高度有何变化?

机械能守恒定律应用（1）学案

【学习重点】

1.单个物体机械能守恒问题求解。

【学习难点】 理解机械能守恒定律使用的基本步骤。灵活选用机械

能守恒定律表达式。

【学习内容】

例1、以10m/S 的速度将质量为M 的物体从地面竖直上抛，若忽略空气阻力，求：

⑴ 物体上升的最大高度？ ⑵上升过程中何处重力势能和动能相等？

例2、如图所示，半径为R 的半圆槽木块固定在水平地面上，质量为m 的小球以某速度从A 点无摩擦地滚上半圆槽，小球通过最高点B 后落到水平地面上的C 点，已知AC=2AB=4R 。

求：⑴小球在B 点时的速度大小为多少？⑵小球在A 点时的速度？

⑶若小球从B 点做平抛运动，它的落点到A 的水平距离至少为多少？

例3、一条长为L 的铁链置于光滑水平桌面上，用手按住

一端，使另一端长为1L 的一段下垂于桌边，如图所示，放

手后铁链下滑，则当铁链全部通过桌面的瞬间，铁链具有的

速

率为多少？ 例4、如图所示，轻弹簧k 一端与墙相连处于自然状态，质量为4kg 的木块沿光滑的水平面以5m/s 的速度运动并开始挤压弹簧，求弹簧的最大弹性势能及木块被弹回速度增大到3m/s 时弹簧的弹性势能。

例5、特种兵过山谷的一种方法可简化为图示情景。将一根长为2d 的不可伸长的细绳两端固定在相距为d 的A 、B 两等高点，绳挂上一小滑轮P ，战士们相互配合，沿着绳子滑到对面。如图所示，战士甲水平拉住滑轮，质量为m 的点战士乙吊在滑轮上，脚离开地面，处于静止状态，此时AP 竖直，然后战士甲将滑轮从静止状态释放，若不计滑轮摩擦及空气阻力，也不计绳与滑轮的质量，求：

（1）战士甲释放前对滑轮的水平拉力F ；

（2）战士乙滑动过程中的最大速度。

例6、长为L 的轻绳一端固定在O 点,另一端拴一个小球,把绳拉成水平伸直,由静止释放小球,绳转过α角时,碰到A 点的固定长钉,小球将以A 为圆心继续在竖直平面内做圆周运动,如图所示,求若要使小球能经过最高点B,OA 之间的距离d 应满足的条件.

机械能守恒定律应用作业（1）

1、如图所示，桌面高度为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零，小球落到地面前的瞬间的机

械能应为（ ）

A ．mgh

B ．mgH

C ．mg （H +h ）

D ．mg （H -h ）

2、从地面以某一抛射角向上抛出一质量为m 的物体．初进度为v ．不计空气阻力,以地面为零势能参考平面．当物体的重力势能是动能的3倍时，物体离地面的高度为 （ ）

A. g v 432

B. g v 832

C. g v 82

D. g v 22

3、如图半圆形的光滑轨道槽竖固定放置．质量为m 的小物体由顶端从静止开始下滑，则物

体在经过槽底时，对槽底的压力大小为：（ ）

A 、2mg B.3mg

C.mg

D.5mg

4、如图，两个质量相同的小球P 和Q ．P 球挂在一根长为L 的细细上，Q 球挂在橡皮绳上， 现把两球拉到水平位置，并使橡皮绳刚好保持原长，当两球能过最低点时．橡皮绳的长度恰好也为L ，则 （ ）

A 、重力对两球做的功相同

B 、在最低点P 球速度大于Q 球

C 、在最低点 P 球速度小于 O

球

D 、最低点P 、Q 两球速度相等

5、如图所示．一质量为m 的物体以某一速度冲上倾角300的斜面．其运动的加速度为3g ／

4这物体在斜面上上升的最大高度为h ．则在这过程中 （ ）

A 、重力势能增加了3mgh ／4

B 、机械能损失了mgh ／2

C 、动能损失了mgh

D 重力势能增加了mgh

6、 如图

一只内壁光滑的半球形碗固定在小车上，小车放在光滑水平面上．在小车正前边

的碗边A 处无初速度释放一只质量为m 的小球．则小球沿碗内壁下滑的过程中，下列说法正确的是（半球形碗的半径为R ）

A 、小球、碗和车组成的系统机械能守恒

B 、小球的最大速度度等于gR

2 C 、小球的最大速度小于gR

2 D 、以上说法都不对

班级 姓名 学号

7、游乐场的过山车的运动过程可以抽象为图13所示模型。弧形轨道下端与圆轨道相撞，使小球从弧形轨道上端A 点静止滑下，进入圆轨道后沿圆轨道运动，最后离开。试分析A 点离地面的高度h 至少要多大，小球才可以顺利通过圆轨道最高点（已知圆轨道的半径为R ，不考虑摩擦等阻力） 8、如图所示，轻质弹簧的一端与墙相连，质量为2kg 的滑块以5m/s

的初速度沿光滑平面运动并压缩弹簧，求：（1）弹簧在被压缩过

程中最大弹性势能．（2）当木块的速度减为2 m/s 时，弹簧具有的弹性势能． 9、半径R =1m 的1/4圆弧轨道下端与一水平轨道连接，水平轨道离

地面高度h =1m ，如图所示，有一质量m =1.0kg

经过水平轨迹末端B 时速度为4m/s ，滑块最终落在地面上，试求:

(1)不计空气阻力，滑块落在地面上时速度多大？

(2)滑块在轨道上滑行时克服摩擦力做功多少？

机械能守恒定律应用（2）学案

【学习重点】

1.多个物体机械能守恒问题求解。

【学习难点】 理解机械能守恒定律使用的基本步骤。灵活选用机械能守恒定律表达式。

【学习内容】

例1、如图所示，一轻绳跨过定滑轮悬挂质量为m A 、m B 的A 、B 两物块，滑轮

的质量以及所有摩擦不计，已知m B >m A 初始时两物块均静止，在两物块运动过

程中，下列说法中正确的是（ ）

A 、

B 减少的重力势能等于A 增加的重力势能

B 、B 的机械能守恒

C 、系统的机械能守恒，但两物体各自的机械能都在变化

D 、B 机械能的减少等于A 机械能的增加

例2、一根长细绳绕过光滑的定滑轮，两端分别系住质量为M 和m 的物体,且M>m ，开始时用手握住M ，使系统处于如图所示的状态，如果M 下降h 刚好触地，那么m 能上升的高度是多少？

例3、如图所示，质量都是m 的物体A 和B ，通过轻绳子跨过滑轮相连。

斜面光滑，不计绳子和滑轮之间的摩擦。开始时A 物体离地的高度为h ，

B 物体位于斜面的底端，用手托住A 物体，A 、B 两物均静止。撤去手后，

求：

（1）A 物体将要落地时的速度多大？ （2）A 物落地后，B 物由于惯性将继续沿斜面上升，则B 物在斜面上的最

远点离地的高度多大？

例4、如下图所示，跨过同一高度处的光滑定滑轮的细线连接

着质量相同的物体A 和B ，A 套在光滑水平杆上，B 被托在

紧挨滑轮处，细线与水平杆的夹角θ=53°，定滑轮离水平杆

的高度h=0．2m ．当B 由静止释放后，A 所能获得的最大速

度为（cos53°=0．6,sin53°=0．8）（ ）

A ．2

2m/s B ．1m/s C ．2m/s D ．2m/s 例5、如图所示，质量分别为2 m 和3m 的两个小球固定在一根直角尺的两端A 、B ，直角尺的顶点O 处有光滑的固定转动轴。AO 、BO 的长分别为2L 和L 。开始时直角尺的AO 部分处于水平位置而B 在O 的正下方。让该系统由静止开始自由转动，求：⑴当A 到达最低点时，A 小球的速度大小v ；⑵ B 球能上升的最大高度h ；⑶开始转动后B 球可能达到的最大速度v m 。

例6、如图所示,半径为R 的1/4圆弧支架竖直放置,支架底AB

离地的距离为2R, 圆弧边缘C 处有一小定滑轮,一轻绳两端系

着质量分别为m 1与m 2的物体,挂在定滑轮两边,且m 1>m 2,开始时m 1、m 2均静止,m 1、m 2可视为质点,不计一切摩擦.

（1）求m 1经过圆弧最低点A 时的速度.

（2）若m 1到最低点时绳突然断开,求m 1落地点离A 点水平距离.

（3）为使m 1能到达A 点,m 1与m 2之间必须满足什么关系?

例7、如图所示，质量不计的长绳，沿水平方向跨放在相距2L 的两

个小滑轮A 和B 上，绳的两端各挂一质量为ｍ的物体，若将质量也为ｍ的物体Q 挂在AB 的中点C 处，并由静止释放，不计摩擦和滑轮质量，求：

⑴Q 下落过程中速度最大时离释放点的距离h ；

⑵Q 沿竖直方向下落的最大距离H. 例8、如图所示，质量为m 的小球A 和质量为3m 的小球B

用细杆连接在一起，竖直地靠在光滑墙上，A 球离地面高度为h ，

墙壁转角呈弧形，释放后它们一起沿光滑水平面滑行，求滑

行的速度。

例9、如图质量为m 1的物体A 经一轻质弹簧与下方地

面上的质量为m 2的物体B 相连，弹簧的劲度系数为k ，

A 、

B 都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑

轮，一端连物体A ，另一端连一轻挂钩。开始时各段

绳都牌伸直状态，A 上方的一段沿竖直方向。现在挂钩上挂一质量为m 3的物体C 上升。若将C 换成另一个质量为(m 1+m 3)物体D ，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次B 则离地时D 的速度的大小是多少？已知重力加速度为g 。

例10、如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮

m

B =m

的小球连接，另一端与套在光滑直杆上质量m A =m θ=60°，直杆上C 点与两定滑轮均在同一高度，C 离为L ，重力加速度为g 物体相碰．现将小物块从C 点由静止释放，试求：

（1）小球下降到最低点时，小物块的机械能（取C 为参考平面）；

（2）小物块能下滑的最大距离；

（3）小物块在下滑距离为L 时的速度大小．

机械能守恒定律应用（2）作业

班级 姓名学号

1、如图所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支

架，在A 处固定质量为2m 的小球，B 处固定质量为m 的

小球。支架悬挂在O 点，可绕过O 点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动。开始时OB

与地面垂直，放手后装置开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法中错误的是( )

A．A球到达最低点时速度为零

B．A球机械能的减小量等于B球机械能的增加量

C．B球向左摆到所能达到的最高位置应高于A球开始运动时的高度

D．当支架从左向右回摆时，A球一定能回到起始高度

2、一辆小车静止在光滑的水平面上，小车立柱上固定一条长为L，拴有小球的细绳．小球由与悬点在同一水平面处释放．如下图所示，小球在摆动的过程中，不计阻力，则下列说法中正确的是（）

A．小球的机械能守恒

B．小球的机械能不守恒

C．小球和小车的总机械能守恒

D．小球和小车的总机械能不守恒

3、如下图所示，三面光滑的斜劈放在水平面上，物块沿斜劈下滑，则（）

A．物块动能增加，重力势能减少

B．斜劈的动能为零

C．物块的动能和重力势能总量不变

D．系统的机械能总量不变

4、将质量为M和3M的两小球A和B分别拴在一根细绳的两端，绳长为L，开始时B球静置于光滑的水平桌面上，A球刚好跨过桌边且线已张紧，如图所示．当A球下落时拉着B球沿桌面滑动，桌面的高为h，且h＜L．若A球着地后停止不动，求：（1）B球刚滑出桌面时的速度大小．（2）B球和A球着地点之间的距离．

5、如图所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾角θ=30°，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮。一柔软的细线跨过定滑轮，两端分别与物块A和B连结，A的质量为4m，B的质量为m，开始时将B按在地面上不动，然后放开手，让A沿斜面下滑而B上升。物块A与斜面间无摩擦。设当A沿斜面下滑S 距离后，细线突然断了。求物块B上升离地的最大高度H.

6、如图所示，半径为r，质量不计的圆盘盘面与地面相垂直，圆心处有一个垂直盘面的光滑水平固定轴O，在盘的最右边缘固定一个质量为m的小球A，在O点的正下方离O点r/2处固定一个质量也为m的小球B，放开盘让其自由转动。问：

（1）当A球转到最低点时，两小球的重力势能之和减少了多少？

（2）A球转到最低点时的线速度是多少？

（3）在转动过程中半径OA向左偏离坚直方向的最大角度是多少？

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高一物理必修二7.8机械能守恒定律学案

7.8机械能守恒定律（预习学案）班级姓名 学习目标： 1、知道物体的动能和势能可以相互转化 2、理解机械能守恒定律的内容、公式、守恒条件 3、能判定机械能是否守恒 4、能列出机械能守恒的方程式 动能和势能的转化 试分析各个物体在运动过程中能量的转化情况。 （1）自由下落的物体：能转化为能 （2）沿光滑斜面向下运动的物体：能转化为能 （3）竖直上抛的物体，上升时：能转化为能 下落时：能转化为能 动能和势能的转化规律 思考1：看这样一个例子，动能和势能的相互转化是否存在某种定量关系，遵守什么规律呢？ 思考2：在这个小实验中，小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个小实验说明了什么问题? 小结：该实验证明，小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化．在摆动过程中，小球总能回到原来的高度．可见，总和不变。 一、机械能守恒定律推导： 1.阅读课本“机械能守恒定律”，推导机械能守恒定律公式： 可见：在只有重力做功的物体系统内，和可以相互转化，而总的保持不变。同样可以证明：在只有弹力做功的物体系统内，动能和 可以相互转化，总的也保持不变。 2.阅读课本“机械能守恒定律”，明确以下知识：（1）机械能守恒定律内容： __________________________________________ （2）机械能守恒定律的表达式：________________ ____ 二.机械能守恒条件的理解： 1.（1）从能量转化的角度看，只有系统内___ __和_ ____相互转化，无其它形式 能量之间（如内能）转化； （2）从系统做功的角度看，只有__ _或___ __做功。 2.只有重力或弹力做功与只受重力或弹力作用的含义不同。

人教版高一物理必修第二册第八章：8.4《机械能守恒定律》教案

8.4机械能守恒定律教案 一、教案背景 1．面向学生：高中 2．学科：物理 3．课时：1课时 4．学生课前准备：①复习动能和势能的相关知识；②预习新课 二、教学课题 通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。 1、知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化 2、理解机械能守恒定律的内容 3、在具体问题中，能判定机械能是否守恒 三、教材分析 《机械能守恒定律》是人教版高中物理必修第二册第八章《机械能守恒定律》第四节的教学内容，主要学习机械能守恒定律，掌握机械能守恒的条件，本节内容是本章的主要内容，占有重要地位。 教学重点: 1、从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件 2、能正确判断研究对象在所经历过程中机械能是否守恒 教学准备： 1．教师的教学准备：多媒体课件制作课前预习学案课内探究学案课后延伸拓展学案 2．教具准备：投影仪、细线、小球，带标尺的铁架台、弹簧振子 3．学生的学习准备：预习并填写学案 四、教学方法 探究、讲授、交流讨论、练习

五、教学过程 (一) 预习检查、总结疑惑 检查落实学生的预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性 （二）导入新课 教师利用事先准备好的演示器材，请同学配合，指导他们完成一个小游戏，让同学们认真观察并思考游戏里面的科学道理。 器材：细线、小钢球、铁架台 实验：拉开用细线悬挂的小球，以“勇敢”学生的鼻尖为初始位置释放，观察该同学的反应，小球能否碰到该同学的鼻子呢？ 教师活动：前面我们学习了动能、势能和机械能的知识，并了解到在一定条件下，物体的动能与势能可以相互转化，动能与势能相互转化的例子在生活中很多，请同学们举出生活中的例子来说明动能与势能的相互转化。（三）、进行新课 一.动能与势能的相互转化 1.机械能 1）概念：物体的动能、势能的总和，即E＝E K ＋E P 1）机械能是标量，具有相对性（需要设定势能参考平面） 3）机械能之间可以相互转化 2．观看视频资料：荡秋千、翻滚过山车、撑杆跳高、瀑布等视频资料，让学生深刻感受各种多彩的动能与势能发生相互转化的过程。

人教版高一物理必修二第六章机械能守恒定律学案

机械能守恒定律学案 【学习重点】 1. 机械能。 2. 机械能守恒定律以及它的含义和适用条件。 【学习难点】 机械能守恒定律以及它的含义和适用条件。 【学习内容】 一、机械能E 1．定义：物体由于做机械运动而具有的能叫机械能。用符号E 表示，它是动能和势能(包括重力势能和弹性势能)的统称。 2．表达式：E=E K +E P 3．注意：①机械能是即时量。②机械能是标量。③机械能具有相对性。 机械能的几种不同形式之间可以相互转化。举例：如自由落体和竖直上抛过程中，重力势能和动能之间发生相互转化。 二、机械能守恒定律 1．推导： 2．定律的表述： 因研究对象的选取不同，机械能守恒定律有以下三种表述： 只有重力做功系统或只有弹簧弹力做功系统或只有重力和弹簧弹力做功系统中的机械能守恒定律。 3．表达式：（1）222 121v m h mg mv mgh '+'=+ ， 即k p k p E E E E '+'=+； （2）p K E E ∆-=∆， 0 =∆+∆k P E E （3）B A E E ∆-=∆ 4．适用条件：只有系统内的重力或弹簧弹力做功，其他力不做功或做功的代数和为零。 5．物理意义：定律包含两层意思：一是机械能的几种不同形式(动能与势能)之间相互转化，其转化的条件是系统内的重力或弹簧的弹力做功。二是机械能的总量保持不变，其条件是只有系统内的重力或弹簧的弹力做功。“守恒”是一个动态概念，指在动能和势能相互转化的整个过程中的任何时刻、任何位置的机械能的总量总保持恒定不变。 6． 对定律的理解： (1)机械能守恒定律指出了重力和弹性力对物体(或系统)的做功过程，必然伴随着物体(或系统)的动能和势能、或势能和动能之间相互转化的过程。因此，“守恒”是一个动态概念，它与“不变”不同。

高中物理实验学案《验证机械能守恒定律》(含答案)

知识创新型实验。例如设计型、开放型、探讨型实验等都有不同程度的创新，比如利用所学知识设计出很多测量重力加速度的实验方案。其中，力学设计性实验在近年高考中有加强的趋势，应引起高度重视。 【实验目的】 验证机械能守恒定律 【实验原理】 在只有重力作用的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总机械能守恒。 方法（1）：若某一时刻物体下落的瞬时速度为v，下落高度为h， 借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能是否守恒，实验装置如图7-1： 方法（2）：任意找两点A、B，分别测出两点的速度大小v A、v B以及两点之间的距离d。若物体的机械能守恒，应有。 测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点的相邻前、后两段相等时间T内下落的距离 S n和S n+1 【实验器材】 铁架台（带铁夹）；打点计时器；重锤（带纸带夹子）；纸带数条；复写纸片；导线；毫米刻度尺。

除了上述器材外，还必须有 。 【实验步骤】 1、按图把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。 2、把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。 2、 接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。 3、 重复几次，得到3～5条打好点的纸带。 4、 在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm ，且点迹清晰的一条纸带，在 起始点标上0，以 后各依次标1，2，3，……用刻度尺测出对应下落高度h 1、h 2、h 3、……。 5、 应用公式11 2n n n h h v T +--= 计算各点对应的即时速度v 1、v 2、v 3、……。 6、 计算各点对应的势能减少量mgh 【注意事项】 1、打点计时器安装时，必须使两纸带限拉孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。 2、实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源、让打点计时器工作正常后才松开纸带让重锤下落，以保证第一个点是一个清晰的小点。 3、测量下落高度时，都必须从起始点算起，不能搞错，为了减小测量值h 时的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远一些，纸带也不宜过长，有效长度可在60cm ～80cm 以内。 4、 因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量。 【实验数据记录和处理】 用方法（1）验证重物做自由落体运动时，机械能是否守恒。 表6－1

高中物理(新人教版)必修第二册课后习题：机械能守恒定律(课后习题)【含答案及解析】

第八章机械能守恒定律 机械能守恒定律 课后篇巩固提升 合格考达标练 1.下列运动过程中,机械能守恒的是() A.热气球缓缓升空 B.树叶从枝头飘落 C.掷出的铅球在空中运动 D.跳水运动员在水中下沉 ,空气的浮力做功,机械能不守恒,选项A错误;树叶从枝头飘落,所受的空气阻力不能忽略,空气阻力做负功,其机械能不守恒,选项B错误;掷出的铅球在空中运动时,所受空气的阻力对其运动的影响可以忽略,只有重力做功,其机械能守恒,选项C正确;跳水运动员在水中下沉时,所受水的浮力做负功,其机械能不守恒,选项D错误。 2. 如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在弹簧压缩到最短的整个过程中,弹簧始终处于弹性限度内,下列关于能量的叙述正确的是() A.重力势能和动能之和总保持不变 B.重力势能和弹性势能之和总保持不变 C.动能和弹性势能之和总保持不变 D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变 ,弹力做负功,重力势能、弹性势能及动能都要发生变化,任意两种能量之和都不会保持不变,但三种能量相互转化,总和不变,选项D正确。 3.(多选)(2021江苏徐州高一检测)

如图所示,一轻弹簧的一端固定于O点,另一端系一小球,将小球从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放,让它自由下摆,不计空气阻力,弹簧始终处于弹性限度内,则在小球由A 点摆向最低点B的过程中() A.小球的机械能守恒 B.弹簧的弹性势能增加 C.弹簧和小球组成的系统机械能守恒 D.小球的机械能减少 ,所以小球的机械能减少,A错误,D正确。由于弹簧被拉长,所以弹簧的弹性势能增大,B正确。A到B的过程中,只有重力和弹簧弹力做功,系统机械能守恒,即弹簧和小球组成的系统机械能守恒,C正确。 4. 以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面(足够长)上滑,如图所示,三种情况达到的最大高度分别为h1、h2和h3,不计空气阻力(斜上抛物体在最高点的速度方向水平),则() A.h1=h2>h3 B.h1=h2

h2 ,上升到最高点时,速度均为0,由机械能守恒定律得 mgh=1 2mv02,所以h=v02 2g ,斜上抛物体在最高点速度不为零,设为v1,则mgh2=1 2 mv02−1 2 mv12,所以 h2

高中物理《机械能守恒定律》教学教案(6篇)

高中物理《机械能守恒定律》教学教案（6篇）重点、难点分析篇一 1．机械能守恒定律是本章教学的重点内容，本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件；能够正确分析物体系统所具有的机械能；能够应用机械能守恒定律解决有关问题。 2．分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能，是本节学习的难点之一。在教学中应让学生认识到，物体重力势能大小与所选取的参考平面（零势面）有关；而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的。在讨论物体系统的机械能时，应先确 定参考平面。 3．能否正确选用机械能守恒定律解决问题是本节学习的另一难点。通过本节学习应让学生认识到，从功和能的角度分析、解决问题是物理学的重要方法之一；同时进一步明确，在对问 题作具体分析的条件下，要能够正确选用适当的物理规律分析、处理问题。 说明篇二 势能是相互作用的物体系统所共有的，同样，机械能也应是物体系统所共有的。在中学物理教学中，不必过份强调这点，平时我们所说物体的机械能，可以理解为是对物体系统所具有的机械能的一种简便而通俗的说法。 教学目标篇三 1．在已经学习有关机械能概念的基础上，学习机械能守恒定律，掌握机械能守恒的条件，掌握应用机械能守恒定律分析、解决问题的基本方法。 2．学习从功和能的角度分析、处理问题的方法，提高运用所学知识综合分析、解决问题的能力。 小结篇四 1．在只有重力做功的过程中，物体的机械能总量不变。通过例题分析要加深对机械能守恒定律的理解。

2．应用机械能守恒定律解决问题时，应首先分析物体运动过程中是否满足机械能守恒条件，其次要正确选择所研究的物理过程，正确写出初、末状态物体的机械能表达式。 3．从功和能的角度分析、解决问题，是物理学研究的重要方法和途径。通过本节内容的学习，逐步培养用功和能的观点分析解决物理问题的能力。 4．应用功和能的观点分析处理的问题往往具有一定的综合性，例如与圆周运动或动量知识相结合，要注意将所学知识融汇贯通，综合应用，提高综合运用知识解决问题的能力。 教具篇五 演示物体在运动中动能与势能相互转化。 器材包括：麦克斯韦滚摆；单摆；弹簧振子。 主要教学过程篇六 （一）引入新课 结合复习引入新课。 前面我们学习了动能、势能和机械能的知识。在初中学习时我们就了解到，在一定条件下，物体的动能与势能（包括重力势能和弹性势能）可以相互转化，下面我们观察演示实验中物体 动能与势能转化的情况。[演示实验]依次演示麦克斯韦滚摆、单摆和弹簧振子，提醒学生注意 观察物体运动中动能、势能的变化情况。 通过观察演示实验，学生回答物体运动中动能、势能变化情况，教师小结： 物体运动过程中，随动能增大，物体的势能减小；反之，随动能减小，物体的势能增大。 提出问题：上述运动过程中，物体的机械能是否变化呢？这是我们本节要学习的主要内容。 （二）教学过程设计 在观察演示实验的基础上，我们从理论上分析物理动能与势能相互转化的情况。先考虑只有重 力对物体做功的理想情况。 1．只有重力对物体做功时物体的机械能 问题：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1处速度为v1，下落至高度h2处速度为v2，不计空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化（引导学生思考分析）。

8.4《机械能守恒定律》教案—2020-2021学年【新教材】人教版(2019)高中物理必修第二册

第8章机械能守恒定律 第4节机械能守恒定律 一、教学内容分析 《机械能守恒定律》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》必修课程必修2模块中“机械能及其守恒定律”主题下的内容，要求为：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。《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》对该条目的解读为：理解机械能守恒定律，要知道机械能守恒定律的内容和表达式；了解机械能守恒定律的推导过程；明确机械能守恒定律所描述的系统对象；领悟机械能守恒定律的适用条件；体会用机械能守恒定律解决问题的思路——它建立的是两个状态的联系，对这两个状态之间过程的分析仅用来判断该过程是否符合机械能守恒定律的条件，并不涉及机械能守恒的方程表达式。通过机械能守恒定律的应用，学生第一次经历守恒定律的定量运算，感受守恒定律对研究和解决物理问题的重要意义。 本节内容是对前面几节内容的总结，也是对学习能量守恒定律所作的铺垫。本节内容将加深学生对功是能量转化的量度的理解，也为学生从能量角度处理力学问题提供了途径。教材从伽利略斜面的实验讨论开始，分析实验过程中的变化量与不变量，讨论动能与势能的相互转化，接着推理得到机械能守恒定律，在推理的过程中深入理解机械能守恒定律的条件。 二、学情分析 学生从生活经验积累大量的能量转化实例，例如跳水运动员、蹦极运动、射击比赛等。这些实例使得学生对不同能量可以发生转化以及能量在转化过程中守恒有了初步了解，有助于学生理解机械能守恒定律。但学生的认识是定性的、表层次的，是一种模糊的心理认识，还没有上升到理性的认识高度，没有达到定量认识。教学在学生定性认识基础上，结合各种案例分析，利用动能定理定量推导机械能守恒定律，全面地理解机械能守恒定律。学生在第3节学习后可以熟练应用动能定理分析各种案例，学生的数学推导能力和逻辑思维能力相对于高一上学期有了大幅度提高，这有助于学生掌握机械能守恒定律的推导，建立能量守恒观念。 三、教学目标 1.学生通过学习机械能守恒定律，初步建立能量观念、体会物理学中的守恒思想。 2.学生能用能量观念分析具体实例中动能与势能(包括弹性势能)之间的相互转化。 3.学生理解机械能守恒定律的推导过程。 4.学生会从做功和能量转化的角度判断机械能是否守恒，能应用机械能守恒定律解决 有关问题，体会用能量守恒观点解决问题的便利性。 四、教学重难点 教学重点：进一步促进学生理解“功是能量转化的量度”；机械能守恒的条件；运用机械能守恒定律分析相关问题。 教学难点：机械能守恒定律的推导过程；运用机械能守恒定律条件判断研究对象的机械能是否守恒；对机械能守恒定律的理解。 教学方法：启发式教学、教授法、讨论法、演示实验

必修高中物理机械能守恒定律

芯衣州星海市涌泉学校机械能守恒定律 〔一〕教材地位 能量守恒定律是十九世纪自然科学三大发现之一，对辨证唯物主义思想的建立起了重要作用，是学生树立辨证唯物主义观点的重要根底之一；能量转化和守恒思想贯穿整个高中教材，是认识自然、掌握自然规律的重要“工具〞。机械能守恒是高中学生对能量转化和守恒的启蒙，它起着承前启后的作用，是必须结实掌握的一个重要规律。 〔二〕教材处理 本节是这一章的核心知识，学生在初中已经学习了动能、势能、机械能的根本概念，在高中又进一步进展深化、系统学习，在本节之前又学习了动能定理，为本节理论探究奠定了根底。教材中仅以定性实验探究就得出机械能守恒定律，我们认为这样处理在学生理解掌握知识〔深化理解机械能守恒的本质和机械能变化的原因〕和训练思维、开展才能方面有欠缺，因此教学设计作了一些改进，机械能守恒定律的得出，由定性分析到定量实验探究，初步得出规律，再结合一般过程作理论推导，阐释机械能守恒的本质，再详细应用。符合由特殊到一般，再到特殊的认识规律，并且在探究、推理过程中，培养学生的演绎推理才能、分析归纳才能和探究发现才能，领悟物理学研究方法和进步创造性思维才能。 在教学设计时，根据教材内在的逻辑关系和学生认知的开展规律来设计教学活动的根本流程，力求到达最优化的组合。 本设计力图通过生活实例和物理实验,展示相关情景，激发学生的求知欲，引出对机械能守恒定律的探究,表达从“生活走向物理〞的理念,通过建立物理模型,由浅入深进展探究,让学生领会科学的研究方法,并通过

规律应用稳固知识,体会物理规律对生活理论的作用。 〔三〕建议：3--4课时 课题：机械能守恒定律 课时：3--4课时 机械能守恒定律 一、教学目的 ㈠知识与技能 1、知道物体的动能和势能可以互相转化；会分析动能和势能互相转化的实例。 2、理解掌握机械能守恒定律的内容和适用条件 3、掌握机械能守恒定律的表达式 4、会断定详细问题中机械能是否守恒，会用机械能守恒定律分析生活和消费中的有关问题。 5、理解自然界中存在多种形式的能量，知道能量守恒定律是最根本最普遍的自然规律之一 ㈡过程与方法 1、让学生通过已有日常生活和理论中的能量转化的经历，猜想动能和势能转化过程中的定量关系。 2、让学生通过设计和实验，体验科学探究的过程和方法。 3、通过应用体会机械能守恒定律在实际生活中的作用。 ㈢情感、态度与价值观

2022物理第六章机械能守恒第五节机械能守恒定律和能量守恒学案

第五节机械能守恒定律和能量守恒 1．动能与势能(包括重力势能与弹性势能)的和叫做机械能。2．在只有重力(或者弹力)做功的情形下,物体的动能与势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变，这个定律叫做机械能守恒定律。 3．能量守恒定律:能量既不会消灭，也不会产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 例1AB是竖直平面内的四分之一圆弧轨道，在下端B与水平直轨相切，如图所示.一小球自A点起由静止开始沿轨道下滑。已知圆轨道半径为R，小球的质量为m，不计各处摩擦。 求：(1)小球经过圆弧轨道的B点和水平轨道的C点时，所受轨道支持力N B、N C各是多大？ （2）小球下滑到距水平轨道的高度为R/2时所受轨道支持力N为多大？ 【解析】由A到B的过程中，四分之一圆弧轨道对球不做功，

只有重力做功，所以这个过程中机械能守恒 mgR＝错误!mv错误! 对B点受力分析可知重力G和支持力两者的合力提供球做圆周运动的向心力 N B－G＝错误! 当运动到C点时，竖直方向受力平衡 即N C＝G 所以：N B＝3mg N C＝mg （2)当运动到距水平轨道的高度为R/2时,设此时的速度为v，所受轨道支持力为N，只有重力做功，机械能守恒,由机械能守恒定律得 mg错误!＝错误!mv2 受力分析可得N－sin30°mg＝错误! N＝错误!mg 即所受轨道支持力为错误!mg 【答案】(1)3mg mg（2)错误!mg 例2山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动，一滑雪坡由AB 和BC组成，AB是倾角为37°的斜坡,BC是半径R＝5 m的圆弧面，圆弧面和斜面相切于B，与水平面相切于C,如图所示,AB竖直高

人教版高一物理必修第二册《机械能守恒定律》说课稿

人教版高一物理必修第二册《机械能守恒定律》说课稿 一、引入（40 字） 大家好，我是今天的主讲人，今天我将为大家讲解的是人教版高一物理必修第二册中的《机械能守恒定律》一课。这是高中物理学习中非常重要的一课，它为我们理解机械能守恒定律的原理和应用奠定了基础。 二、教材分析（100 字） 本节课主要包括两个部分内容，分别是机械能和机械能守恒。通过学习本节课，学生将会了解到机械能的概念、计算公式以及守恒定律的基本原理。同时，学生还将通过实例学习如何应用机械能守恒定律来解决实际问题。 三、学情分析（100 字） 对于高一学生来说，他们在中学物理中已经学习了基本的力学概念和公式，例如速度、加速度、功率等。因此，他们已经具备了一定的物理基础知识。然而，在学习机械能守恒定律前，学生可能对机械能的概念和计算方法还不够熟悉。此外，学生在应用机械能守恒定律解决问题时可能存在一定的困惑。因此，在教学中需要注重梳理学生的基础知识，并引导他们正确理解和应用机械能守恒定律。 四、教学目标（100 字） 通过本节课的学习，学生将能够： - 掌握机械能和机械能守恒的概念； - 理解机械能守恒定律的基本原理； - 掌握计算机械能的方法和公式； - 运用机械能守恒定律解决实际问题。

五、教学重点和难点（100 字） 教学重点： - 机械能的概念和计算公式； - 机械能守恒 定律的基本原理。 教学难点： - 机械能守恒定律的应用。 六、教学方法（100 字） 本节课将采用多种教学方法来达到教学目标。首先，我将 通过引入生活中的实际例子来激发学生对机械能的兴趣。然后，我将以简洁明了的语言和图表来解释机械能的概念和计算方法。接下来，我将通过示范和引导学生实践来教授机械能守恒定律的应用。最后，我将组织学生进行小组讨论和总结，以提高他们的合作能力和思维能力。 七、教学过程（500 字） 7.1 导入（60 字） 首先，我将通过一个有趣的问题来引入本节课的内容：小 明站在一座高楼上，手中拿着一颗小石头，如果小明把这颗小石头扔下去，它会掉到地面上。现在，我问大家：小石头为什么会掉到地面上？请大家思考一下。 7.2 呈现（100 字） 在同学们思考完之后，我将给出答案：小石头会掉到地面 上是因为被地球的引力所吸引。这里，我们涉及到两个重要的概念：重力和势能。接下来，我将向大家介绍机械能的概念和计算方法。机械能是指一个物体由于位置或形状等因素而具有的能量。它可以分为势能和动能两个部分，其中势能是由外力对物体进行的位移所做的功，而动能则是物体由于运动而具有的能量。

江西省吉安县第三中学人教版高中物理必修二：7.8 机械能守恒定律 学案1

《机械能守恒定律应用》练习提纲 设计人：尹樟华 审核人：高一物理备课组 班级： 组名： 姓名： 【学习目标】 1.应用机械能守恒定律解决实际问题 【导读流程】 一、自学 在用机械能守恒定律解连接体问题时,一定要注意下面几个问题： 一、如何选取系统 判断选定的研究系统是否机械能守恒，常用方法：1、做功的角度；2、能量的转化的角度。 二、如何选取物理过程 选取物理过程必须遵循两个基本原则，一要符合求解要求，二要尽量使求解过程简化。 有时可选全过程，而有时则必须将全过程分解成几个阶段，然后再分别应用机械能守恒定律求解 三、机械能守恒定律的常用的表达形式： 1、E 1=E 2 （ E 1、E 2表示系统的初、末态时的机械能） 2、 Δ E K =−ΔE P （系统动能的增加量等于系统势能的减少量） 3、 Δ E A =−ΔE B （系统由两个物体构成时，A 的机械能的增量等于B 的机械能的减少量） 二、例题 [例1]物体A 、B 通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体A 、B 的质量都为m .开始时细绳伸直，用手托着物体A 使弹簧处于原长且物体A 与地面的距离为h ，物体B 静止在地面上．突然放手后物体A 下落，与地面即将接触时速度大小为v ，此时物体B 对地面恰好无压力，则 下列说法中正确的是( ) A ．弹簧的劲度系数为mg h B ．此时弹簧的弹性势能等于mgh ＋12 mv 2 C ．此时物体B 的速度大小也为v

D ．此时物体A 的加速度大小为g ，方向竖直向上 [例2]绝缘弹簧的下端固定在斜面底端，弹簧与斜面平行，带电小球Q (可视为质点)固定在光滑绝缘斜面上的M 点，且在通过弹簧中心及小球中心的直线ab 上．现把与Q 大小相同、带电性质也相同的小球P ，从直线ab 上的N 点由静止释放，从小球P 与弹簧接触到速度变为零的过程中( ) A ．小球P 的速度先增大后减小 B ．小球P 和弹簧组成的系统的机械能守恒，且P 速度最大时所受弹力与库仑力的合力最大 C ．小球P 的动能、重力势能、电势能与弹簧的弹性势能的总和不变 D ．系统的机械能守恒 [例3]可视为质点的小球A 、B 用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R 的光滑圆柱，A 的质量为B 的两倍。当B 位于地面时，A 恰与圆柱轴心等高。将A 由静止释放，B 上升的最大高度是 ( ) [例4]左侧为一个半径为R 的半球形的碗固定在水平桌面上，碗口水平，O 点为球心，碗的内表面及碗口光滑。右侧是一个固定光滑斜面，斜面足够长，倾角θ＝30°。一根不可伸长的不计质量的细绳跨在碗口及光滑斜面顶端的光滑定滑轮两端上，绳的两端分别系有可视为质点的小球m 1和m 2，且m 1>m 2。开始时m 1恰在右端碗口水平直径A 处，m 2在斜面上且距离斜面顶端足够远，此时连接两球的细绳与斜面平行且恰好伸直。当m 1由静止释放运动到圆心O 的正下方B 点时细绳突然断开，不计细绳断开瞬间的能量损失。 (1)求小球m 2沿斜面上升的最大距离x ； (2)若已知细绳断开后小球m 1沿碗的内侧上升的最大高度为R 2，求m 1m 2 。 A ．2R B.5R 3 C.4R 3 D.2R 3

2020届人教版高中物理必修2教案：7.9 实验：验证机械能守恒定律含答案

7.9 实验：验证机械能守恒定律 教学目标 一、知识与技能 1．会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。 2．掌握验证机械能守恒定律的实验原理。 二、过程与方法 通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法。 三、情感、态度与价值观 通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是 检验真理的唯一标准”的科学观。培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科 学态度。 教学重点 1.验证机械能守恒定律的实验原理。 2.实验原理及方法的选择及掌握。 教学难点 实验误差分析的方法。 教学过程 一、导入新课 通过上一节课的学习，我们知道机械能守恒定律及其表达式以及其在物理学中的重要地位。一个规律的提出，不但要有理论的支持，还要由实验的验证，今天我们就设计实验，来验证机械能守恒定律。 二、新课教学 （一）实验方法 在图1中，质量为m的物体从O点自由下落，以地作零重力势能面，下落过程中任意两

点A 和B 的机械能分别为： E A = A A mgh mv +221， E B =B B mgh mv +22 1 如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有 E A =E B ，即 A A mgh mv +221= B B mgh mv +2 2 1 上式亦可写成 B A A B mgh mgh mv mv -=-2 22 121 该式左边表示物体由A 到B 过程中动能的增加，右边表示物体由A 到B 过程中重力势能的减少。等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加。为了方便，可以直接从开始下落的O 点至任意一点（如图1中A 点）来进行研究，这时应有： mgh mv A =2 2 1——本实验要验证的表达式，式中h 是物体从O 点下落至A 点的高度，v A 是物体在A 点的瞬时速度。 （二）实验中需要注意的问题 教师：请同学们看教材P79“要注意的问题”部分，思考一下问题： 1．重物选取的原则是什么？为什么？ 2．本实验误差的主要来源是什么？怎样有效地减小误差？ 3．为了利用重物下落的某个过程验证机械能守恒，如何恰当的选取重物下落的初末位置？ 4．重物的质量是否需要测量？为什么？ 学生看书思考、讨论并回答： 1. 重物和纸带下落过程中要克服阻力，主要是纸带和计时器之间的摩擦力，计时器平面不在竖直方向上，为减小误差，固定打点计时器时，计时器平面要竖直以利于减小纸带与计时器的摩擦力。 2. 实验用的纸带一般小于1 m ，从起始点开始大约能打出20个左右的计数点，终结位置的点可以选择倒数第一个点或者倒数第二个点，从这一个点向前数4~6个点当开始的点。这样选取的目的是可以减小这两个点瞬时速度和两点之间的距离（高度h ）测量的误差。一般情况下，打的第一个点作为起始点，这样测量和计算方便一些。 3. 不需要测量重物的质量，因为这个物理量在式子两边可以约掉。 （三）速度的测量和重物下落的高度的确定 1.速度的测量 根据做匀加速直线运动的物体在某一段时间t 内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出A 点的瞬时速度v A 。 图2（见下页）是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。从O 点开始依次取点1，2，3，图中s 1，s 2，s 3，……分别为0～2点，1～3点，2～4点…… 各段间的距离。

高一物理7.9《实验：验证机械能守恒定律》导学案 人教版必修2

验证机械能守恒定律实验 自主落实学案 1.实验目的：验证机械能守恒定律 2.实验原理： (1)只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总的机械能守恒.利用打点计时器在纸带上记录下物体自由下落的高度h 及计算出瞬时速度v ，从而验证物体在自由下落过程中重力势能的减少量ΔEp=mgh 与物体动能的增加量ΔEk=22 1mv 相等。 (2)纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就能得到下落过程中势能的变化。再测出这两点的速度，从而得到它在各点的动能。比较这两点动能变化和势能变化，就能验证机械能是否守恒。 3.实验器材：铁架台(带铁夹)；打点计时器；重锤(带纸带夹)；纸带；复写纸片；导线；毫米刻度尺；低压交流电源。 4.实验步骤： （1）装置：竖直架稳打点计时器，使打点计时器限位 孔与 纸带在同一直线上，以减小纸带受到的阻力。 （2）将长约1 m 的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打 点计时 器，用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的地方。 （3）接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上 打下一系列的点。 （4）换几条纸带，重做上面的实验。 （5）在取下的纸带中挑选第一、二两点间距离接近2 mm 且点迹 清楚的纸带进行测量，先记下第一点O 的位置，再任意取五个点1、 2、3、4、5用刻度尺测量距O 点的相应距离如图所示： 为了减小测量h 值的相对误差，选取的各个计数点要离起点远一 些，纸带也不易过长，有效长度可在60 cm~80 cm 之内. （6）用公式t h h v n n 211-+-=计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3…… （7）利用公式Ep=mgh 计算出各计数点与第一个点的重力势能的减 少量。 （8）比较动能增加量及重力势能的减少量的大小，看一看在误差允许的范围内两者是否相等，从而验证机械能是否守恒。因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量。 5.实验误差的来源与分析 （1）实验中，重物和纸带下落过程中要克服阻力(主要是打点计时器的阻力)做功，使得动能的增量必定稍小于重力势能减少量，造成系统误差. （2）再者，实验中长度的测量也可造成偶然误差.

物理人教版高中必修2机械能守恒定律的应用习题课教学设计

word整理版 学习参考资料人民教育出版社、物理（高一年级）必须2 《机械能守恒定律的应用》（习题课）教 学设计 教学目标：1、进一步理解机械能守恒定律的内容和守恒 条件。 2、能准确判断具体问题中机械能是否守恒。 3、熟练运用机械能守恒定律分析生活中实际 问题。 4、体会探究中抽象物理模型的科学方法，体 验解决实际问题的快乐。 教学重点：1、准确判断具体的物理过程中机械能是否守 恒。 2、熟练应用机械能守恒定律解决实际问题。 教学难点：1、科学探究过程中抽象物理模型，应用物理 规律解决实际问题的能力。 2、两个或多个物体组成的系统机械能守恒的 运用。 教学思路：在学生已初步形成对机械能守恒定律内容和 守恒条件的知识基础上，通过习题的编排设计由浅入深， 一步步引导学生积极探究物理过程，形成分析解决物理 问题的能力，全方位巩固机械能守恒定律。

教学方法：例题解答→归纳知识，总结规律，形成能力 →拓展探究，深化知识，提高能力。 word整理版 学习参考资料教学手段：实物模型、多媒体辅助教学、分组竞赛 教学步骤：单个物体机械能守恒→两个或多个物体机械 能守恒→生活中遵循机械能守恒定律的物理现象 教学内容： 一．复习引入新课 复习机械能守恒定律的内容和守恒条件。 导入新课——机械能守恒定律的应用（习题课） 例1、在离地面高h的地方，以0v的速度水平抛出一石 块，若空气阻力不计，求石块刚落至地面时速度的大小。 分析：结合运动过程分析。对石块，——①从被抛出到 刚落至地面，只有重力做功，机械能守恒。——②选地 面为参考平面。由机械能守恒定律建立方程： ——③，可解得：202vvgh?? 2201122mvmghmv?? 归纳小结：应用机械能守恒定律解题的一般步骤：①找 对象；②分析判断是否满足机械能守恒条件；③选择恰 当的参考平面，确定初状态和末状态的机械能，建立方 程进行求解。 拓展练习：将例1中“水平”二字删除，结果如何？ 学生求解后进一步认识体会机械能守恒定律的条

高中物理 第八章 机械能守恒定律 第4节 机械能守恒定律学案 新人教版必修第二册-新人教版高一第二册

第4节机械能守恒定律 学习目标核心素养形成脉络 1.知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互 转化． 2．会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守 恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用 条件． 3．在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能应用机 械能守恒定律解决简单问题. 一、追寻守恒量 能量：伽利略实验表明：小球在运动过程中，“有某一量是守恒的”，这个量就是能量． 二、动能与势能的相互转化 1．重力势能与动能：只有重力做功时，若重力对物体做正功，则物体的重力势能减少，动能增加，重力势能转化成了动能；若重力做负功，则动能转化为重力势能．2．弹性势能与动能：只有弹簧弹力做功时，若弹力做正功，则弹簧弹性势能减少，物体的动能增加，弹性势能转化为动能． 3．机械能：重力势能、弹性势能和动能的统称，表达式为E＝E k＋E p. 三、机械能守恒定律 1．内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变． 2．表达式：E k2＋E p2＝E k1＋E p1或E2＝E1 . 思维辨析 (1)通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化．( ) (2)弹性势能发生了改变，一定有弹力做功．( ) (3)机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用．( ) (4)合力为零，物体的机械能一定守恒．( )

(5)合力做功为零，物体的机械能保持不变．( ) (6)只有重力做功时，物体的机械能一定守恒．( ) 提示：(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)√ 基础理解 (1)毛泽东的诗词中曾写到“一代天骄成吉思汗，只识弯弓射大雕”．试分析成吉思汗在弯弓射雕过程中，涉及机械能中哪些能量之间的转化？ (2)如图所示，一小球自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的过程中，小球的重力势能、动能及机械能如何变化？ 提示：(1)箭被射出过程中，弹性势能转化为箭的动能；箭上升过程中，动能向重力势能转化；下落过程中，重力势能又向动能转化． (2)重力势能减小动能先增大后减小机械能先不变后减小 对机械能守恒条件的理解 问题导引 如图所示，过山车由高处在关闭发动机的情况下飞奔而下．(忽略轨道的阻力和其他阻力) 过山车下滑时，过山车受哪些力作用？各做什么功？动能和势能怎么变化？机械能守恒吗？ [要点提示] 过山车下滑时，如果忽略阻力作用，过山车受重力和轨道支持力作用；重力做正功，支持力不做功，动能增加，重力势能减少，机械能保持不变． 【核心深化】 1．对机械能守恒条件的理解

8.4 机械能守恒定律 教案-2023学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册

8.4 机械能守恒定律 【教学目标】 1．明确机械能守恒定律的含义和适用条件。 2．能准确判断具体的运动过程中机械能是否守恒。 3．熟练应用机械能守恒定律解题。 【教学重点】 能准确判断具体的运动过程中机械能是否守恒。 【教学难点】 熟练应用机械能守恒定律解题。 【教学过程】 一、情境导入 我们在初中已经知道，动能和势能（包括重力势能和弹性势能）统称为机械能。动能和势能是可以相互转化的，如果只有它们相互转化，尽管各自的大小会变化，但机械能的总和不变，即机械能守恒。 那么，在什么条件下才只有动能和势能的相互转化呢？或者说，在什么条件下机械能守恒？ 二、新知学习 （一）动能和势能的相互转化 1．动能和势能的转化实例 （1）自行车下坡时，重力势能减少，动能增加。 （2）荡秋千过程中，向上摆动时，动能减少，重力势能增加，向下摆动时，动能增加，重力势能减少。 （3）撑杆跳高过程中，脱离杆之前，动能、重力势能、弹性势能在相互转化，脱离杆后，只有动能和重力势能在相互转化。 2．动能和势能相互转化时的特点：重力或弹力做正功时，势能向动能转化，做负功时，动能向势能转化。 3．实验探究 （1）实验装置：将螺母用细线挂在铁架台上制成单摆。 （2）实验步骤：把螺母拉起一个较小的角度，放手后，它能摆至另一侧的等高位置；在铁架台的杆上固定一个夹子，当螺母摆到最低点时，细线被夹子挡住，但螺母仍能摆到另一侧的等高位置。

（3）实验结论：忽略空气阻力，只有重力做功时，动能和势能在相互转化的过程中，总量不变。 4．理论探究 （1）探究情景：物体做抛体运动的过程，如图所示。 （2）推导过程：A 位置的机械能 E A ＝mgh 1＋12mv 21。 B 位置的机械能 E B ＝mgh 2＋12mv 22 对A 至B 过程由动能定理有 mg （h 1－h 2）＝12mv 22－12mv 21 即mgh 1＋12mv 21＝mgh 2＋12 mv 22，E A ＝E B 。 （二）机械能守恒定律 （1）内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能会发生相互转化，但机械能的总量保持不变。 （2）表达式：E p1＋E k1＝E p2＋E k2。 （3）守恒条件：只有重力（或弹力）做功。 【想一想】 在以下两种条件下机械能是否守恒？并说明两种条件的含义是否相同？ （1）只受重力。 （2）只有重力做功。 提示：两种条件下机械能均守恒，但两种条件的含义不同。只有重力做功时可能物体只受重力，也可能还受其他力，但其他力都不做功。 （三）关于机械能转化与守恒的实验观察 1．摆球实验

高中物理必修二《85实验：验证机械能守恒定律》学案

《8.5 实验：验证机械能守恒定律》学案 【学习目标】 1.验证机械能守恒定律． 2.熟悉瞬时速度的测量方法． 3.能正确进行实验操作，分析实验数据得出结论，能定性地分析产生误差的原因． 【课堂合作探究】 机械能守恒定律告诉我们，在只有重力或弹力做功的系统内，动能与势能相互转化时总的机械能保持不变。下面我们通过实验来研究物体运动过程中动能与重力势能的变化，从而验证机械能守恒定律。 上一节课我们只是从物理学知识推导出机械能守恒定律，物理学是一门实验科学，任何规律、公式都要经得起实验的验证，本节通过实验来验证机械能守恒的定律，进一步加深对该规律的理解。 一、实验思路 在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。 二、物理量测量 研究对象确定后，还需要明确所需测量的物理量和实验器材。根据重力势能和动能的定义，很自然地想到，需要测量物体的质量、物体所处位置的高度以及物体的运动速度这三个物理量。 三、方案设计示例 1、实验原理 （1）在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化，但总的机械能保持不变．若物体某时刻瞬时速度为v，下落高度为h，则重力势能的减少量为mgh，动能 的增加量为mv2，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守恒定律． （2）速度的测量：做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度vt＝

计算打第n个点瞬时速度的方法是：测出第n个点的相邻前后两段相等时间T内下落的距离xn和xn＋1，由公式vn＝或vn＝算出，如图实所示． 2、实验器材 打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台（带铁夹）、学生电源等。 问题1：本实验要不要测量物体的质量？ 问题2：对于实际获得的纸带，如何判定纸带上的第一个点就是纸带刚开始下落时打下的呢？ 问题3：如何测量物体的瞬时速度?

人教版高中物理必修第二册同步练习机械能守恒定律(含答案)

人教版（2019）物理必修第二册同步练习 8.4机械能守恒定律 一、单选题 1.在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出,不计空气阻力,则落在同一水平地面时的速度大小( ) A.一样大 B.水平抛的最大 C.斜向上抛的最大 D.斜向下抛的最大 2.取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力,该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( ) A.π 6B.π 4 C.π 3 D.5π 12 3.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2 AP R ,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2mgR B.机械能减少mgR

C.合外力做功mgR D.克服摩擦力做功0.5mgR 4.如图所示,木块静止在光滑水平桌面上,一子弹平射入木块的深度为d 时,子弹与木块相对静止,在子弹入射的过程中,木块沿桌面移动的距离为L ,木块对子弹的平均阻力为f F ,那么在这一过程中下列说法不正确的是( ) A.木块的机械能增量f F L B.子弹的机械能减少量为()f F L d + C.系统的机械能减少量为f F d D.系统的机械能减少量为()f F L d + 二、多选题 5.如图所示,一轻弹簧固定于O 点,另一端系一重物,将重物从与悬点O 在同一水平面且弹簧保持原长的A 点无初速地释放,让它自由摆下,不计空气阻力,在重物由A 点摆向最低点的过程中( ) A.重物的重力势能减少 B.重物的重力势能增大 C.重物的机械能不变