课题机械能守恒定律的应用.docx
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课题机械能守恒定律的应用
课题：
机械能守恒定律的应用
【使用说明及学法指导】
1、先复习一遍机械能守恒定律的内容；明确机械能守恒定律的条件，及其表达式。
再针对预习自测二次复习并回答;
2、若复习完可对合作探究部分认真审题，做不完的正课时再做，对于选作部分BC层可以不做；
3、找出自己的疑惑和需要讨论的问题准备课上讨论质疑。
4、预习指导：
结合课本理解机械能守恒的条件，能用机械能守恒定律解决问题。
【学习目标】
1、掌握机械能守恒定律的条件；
2、理解机械能守恒定律的物理含义；
3、训练学生运用本定律解决问题的思路，以培养学生正确分析物理问题的习惯。
4、渗透物理学方法的教育，强调用能量的转化与守恒观点分析处理问题的重要性。
一、预习自学——自主学习
温故知新：
（1）机械能守恒定律的内容？
（2）机械能守恒定律的条件？
（3）机械能守恒定律的表达式？
（4）运用机械能守恒定律分析解决物理问题的基本思路与方法？
【预习自测】
问题1 投影片和实验演示．如图1所示．一根长L的细绳，固定在O点，绳另一端系一条质量为m的小球．起初将小球拉至水平于A点．求小球从A点由静止释放后到达最低点C时的速度．
问题2 出示投影片和演示实验．在上例中，将小球自水平稍向下移，使细绳与水平方向成θ角，如图2所示．求小球从A点由静止释放后到达最低点C的速度．
问题3出示投影片和演示实验．现将问题1中的小球自水平稍向上移，使细绳与水平方向成θ角．如图3所示．求小球从A点由静止释放后到达最低点C的速度．
【小结】
（归纳出利用机械能守恒定律解题的特点）
【我的疑惑】
二、合作探究——合作学习
探究一：
比较问题1、问题2与问题3的分析过程和结果．可能会出现什么问题．
引导学生进一步分析：
小球的运动过程可分为三个阶段．
（1）小球从A点的自由下落至刚到B点的过程；
（2）在到达B点时绳被拉紧，这是一个瞬时的改变运动形式的过程；
（3）在B点状态变化后，开始做圆周运动到达C点．
探究二：
（BC部分）如图5所示，在一根长为L的轻杆上的B点和末端C各固定一个质量为m的小球，杆可以在竖直面上绕定点A转动，现将杆拉到水平位置后从静止释放，求末端C摆到最低点时速度的大小（AB=
杆的质量与摩擦均不计）
【课堂小结】
对机械能守恒定律的理解还可有哪种表述？
【巩固练习】
★课堂练习
已知，小物体自光滑球面顶点从静止开始下滑．求小物体开始脱离球面时α=？
如图6所示．
★课后练习
一根细绳不可伸长，通过定滑轮，两端系有质量为M和m的小球，且M＞m，开始时用手握住M，使系统处于图7所示状态．求：
当M由静止释放下落h高时的速度．（h远小于半绳长，绳与滑轮质量及各种摩擦均不计）
作业：
《红对勾》练习册
课题：
第七章第7节动能和动能定理
【使用说明及学法指导】
1、先预习一遍动能和动能定理的内容；明确动能定理的内容，及其表达式。
再针对预习自测二次复习并回答;
2、若预习完可对合作探究部分认真审题，做不完的正课时再做，对于选作部分BC层可以不做；
3、找出自己的疑惑和需要讨论的问题准备课上讨论质疑。
4、预习指导：
结合课本理解动能定理的内容，能用动能定理解决问题
【学习目标】
1.知道动能的概念、符号单位、表达式和性质.
2.会根据动能表达式计算运动物体的动能.
3.写出动能定理的表达式，理解动能定理的物理意义.
4.知道动能定理也可用于变力做功和曲线运动的情景.
5.会用动能定理解决单个物体的有关问题.
一、预习自学——自主学习
1、基本概念：
1）、动能概念：
物体由于_____________而具有的能叫做动能，与物体的_______和______有关。
通过实验探究可知，力对原来静止的物体做的功W与物体所获得速度v的关系为____∝____。
2）、动能表达式：
Ek＝_______________；单位___________
3）、动能定理
定理内容：
____________的功，等于物体动能的_______________.
表达式为：
_______________
一、动能：
（1）探究：
上节课我们通过实验猜测出功与速度变化的关系，那么，我们能否从理论上研究做功与物体速度变化的关系呢？
由动力学知识可知，力产生_________，从而使物体的______发生变化。
因此可通过所学规律来研究做功与物体速度变化的关系？
做一做：
课本P72上的图7.7-1？
（2）问题1：
教材上说“1/2mv2”很可能是一个具有特殊意义的物理量，为什么这样说？
通过上节课的探究，是否也印证了你的观点？
问题2：
动能的定义是什么？
表达式是什么？
单位？
性质如何？
二、动能定理
（1）探究:
1、动能定理内容:
2、动能定理的表达式及式中各物理量的含义：
3、动能定理的适用范围:
（2）问题：
1、如果物体受到几个力的作用，动能定理中的W表示什么意义？
2、我们是在物体受恒力作用且作直线运动的情况下推出的。
动能定理是否可以应用于变力作功或物体作曲线运动的情况，该怎样理解？
你有这样的经验吗？
动能定理的适用范围是什么？
【预习自测】
1、两个物体相比，速度大的物体一定动能大吗？
2、质量是10g，以1000m/s的速度飞行的子弹，与质量是50kg、以10m/s的速度奔跑的运动员，二者相比哪个动能大？
3、1970年我国发射的第一颗人造地球卫星，质量约为170kg，运动速度为约7km/s，它的动能是多大？
4、关于物体的动能，下列说法中正确的是（）
A.一个物体的动能可能小于零B.一个物体的动能与参考系的选取无关
C.动能相同的物体的速度一定相同D.两质量相同的物体，若动能相同，其速度不一定相同
【小结】
1、用动能定理解题的要点、步骤：
2、应用动能定理解题的优越性：
a、动能定理不涉及运动过程中的_______和______，用它来处理问题要比牛顿定律方便.
b、用动能定理解题，必须明确初_____动能，要分析_______及外力做的________.
c、要注意：
当合力对物体做正功时，末动能大于初动能，动能___；当合力对物体做负功时，末动能小于初动能，动能______。
【我的疑惑】
二、合作探究——合作学习
（一）动能的表达式
如图所示，质量为m的物体在一水平恒力F的作用下，在光滑水平面上运动位移l时，速度由v1变为v2，推导出力F对物体做功的表达式。
（用m、v1、v2表示）。
注意：
1．动能是状态量，对于给定的物体（m一定），某状态下的速度的大小决定了该状态下的动能，动能与速度的方向_______。
2．动能是_____量，只有大小，没有方向。
且总大于（v≠0时）或等于零（v=0时），不可能小于零（无负值）。
3．动能是相对量（因速度是相对量），参考系不同，速度就不同，所以动能也就不同，一般来说都以________为参考系。
【例一】火车的质量是飞机的ll0倍，而飞机的速度是火车的12倍，动能较大的是_______。
两个物体质量之比为100：
1，速度之比为1：
100，这两个物体的动能之比为__________。
【例二】一个物体的速度从0增加到v，再从v增加到2v，前后两种情况下，物体动能的增加量之比为___________。
（二）对动能定理的理解
①动能定理揭示了的功与物体之间的关系。
即外力对物体做的总功对应着物体动能的变化，变化的大小由做功的多少来决定。
②动能定理虽然是在物体受到力作用且物体做线运动的情况下推导出来的，但它同样适用于__________力做功的情况，还适用于物体做_____________线运动的情况.
③动能定理中的功应包括对应过程内的外力做的功，而且在某一过程中，各力的功可以是同时的，也可以是不同阶段的。
④动能定理的优点是不必追究全过程的运动性质和状态变化的细节，只需考虑对应过程中的外力做的总功和动能变化。
⑤动能定理提供了一种计算变力做功的简便方法。
功的计算公式w=Fscosa只能求恒力做的功，不能求变力的功，而由于动能定理提供了一个物体的动能变化△Ek与合外力对物体所做功具有等量代换关系，因此已知（或求出）物体的动能变化△Ek，就可以间接求得变力做功
【例三】关于功和物体动能变化的关系，不正确的是（）
A．只要有动力对物体做功，物体的动能就增加。
B．只要物体克服阻力做功，它的动能就减少。
C．外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差。
D．动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化。
（三）用动能定理解题的步骤
①确定研究对象及所研究的物理过程；
②分析物体的受力情况，明确各个力是否做功，做正功还是做负功，进而明确合外力的功；
③确定始、末态的动能。
（未知量用符号表示）；
④根据动能定理列方程；
⑤求解方程、分析结果。
阅读课本73、74页的例题1和2，仿照例题完成下列题目。
【例四】总质量m=1.0×106kg的火车从静止开始出站，所受阻力恒定为1.0×105N．当行驶的速度为36km/h时，前进的距离为1km，试计算此过程中的牵引力的大小。
【课堂小结】
对动能定理的理解还可有哪种表述？
【巩固练习】
★课堂练习
1、初动能为30J，末动能为20J，其动能变化量是10J吗？
2.下列说法正确的是（）
A.物体所受合力为0，物体动能可能改变B.物体所受合力不为0，动能一定改变
C.物体的动能不变，它所受合力一定为0D.物体的动能改变，它所受合力一定不为0
3.一物体速度由0增加到v,再从v增加到2v,外力做功分别为W1和W2，则W1和W2关系正确的是（）
A.W1=W2B.W2=2W1C.W2=3W1D.W2=4W1
4.一物体静止在不光滑的水平面上，已知m=1kg,μ=0.1，现用水平外力F=2N拉其运动5m，后立即撤去水平外力F，求其还能滑多远？
（g取10m/s2）
★课后练习
在平直的公路上，一辆汽车正以20m/s的速度匀速行驶；因前方出现事故，司机立即刹车，直到汽车停下，已知汽车的质量为3.0×103kg，刹车时汽车所受的阻力为1.5×104N，求汽车向前滑行的距离。
课题：
第八节机械能守恒定律
【使用说明及学法指导】
1、先精读一遍教材P75-P77，用红色笔进行勾画；再针对预习自学二次阅读并回答;
2、若预习完可对合作探究部分认真审题，做不完的正课时再做，对于选作部分BC层可以不做；
3、找出自己的疑惑和需要讨论的问题准备课上讨论质疑。
4、预习指导：
结合课本理解机械能守恒的条件，能用机械能守恒定律解决问题。
【学习目标】
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，知道它的含义和适用条件．
3、通过自主学习，合作交流，探究机械能守恒的条件．
4、通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，应用机械能守恒定律解决具体问题．
一、预习自学——自主学习
温故知新：
1、重力势能表达式是____________，重力做功与重力势能变化的关系____________
2、弹力做功与弹性势能变化的关系____________
3、动能表达式是____________动能定理的内容是________________________
自主学习：
一、机械能
动能、重力势能、弹性势能统称为____________
1、表达式：
E=____________
2、机械能是_________量、_________量，只有大小没有方向。
动能与重力势能、弹性势能之间能相互转化？
举例说明
二、动能与重力势能、弹性势能之间的转化
实验：
探究：
动能和势能转化的过程中是否遵循守恒量
三、机械能守恒定律
1、内容：
在只有________做功（或____________做功）的物体系统内，__________能与__________能可以相互转化，而总的____________保持不变。
2、条件：
只有____________（或弹力）做功，或其他力做功____________
3、表达式：
__________________==___________________
例题：
把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长为
，最大偏角为θ.如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度是多大？
【预习自测】
1、
【小结】
【我的疑惑】
四、合作探究——合作学习
动能和势能转化的过程中是否遵循守恒量
（小组合作探究学习）
探究一：
（自由落体）质量为m的物体自由下落过程中，经过离地面高度为h1的Ａ点时速度为v1，下落到离地面高度为h2的Ｂ点时速度为v2。
用动能定理试证明Ａ点和Ｂ点机械能是否相等。
（平抛运动）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，
（物体沿光滑斜面下滑）
（物体沿光滑曲面下滑）
【课堂小结】
利用机械能守恒定律解题的条件？
步骤？
【巩固练习】
课堂练习A组
A1．在下列情况中，机械能守恒的是（ ）
A．飘落的树叶
B．沿着斜面匀速下滑的物体
C．被起重机匀加速吊起的物体
D．不计空气阻力，推出的铅球在空中运动的过程
A2．物体在平衡力作用下，下列说法正确的是（ ）
A．物体的机械能一定不变
B．物体的机械能一定增加
C．物体的机械能一定减少
D．以上说法都不对
A3．从离地高为H的阳台上以速度v竖直向上抛出质量为m的物体，它上升h后又返回下落，最后落在地面上，则下列说法中正确的是（不计空气阻力，以地面为参考平面）（ ）
A．物体在最高点时机械能为mg（H＋h）
B．物体落地时的机械能为mg（H＋h）＋
mv2
C．物体落地时的机械能为mgH＋
mv2
D．物体在落回过程中，经过阳台时的机械能为mgH＋
mv2A4．如图所示，两质量相同的小球A、B，用线悬在等高的O1、O2点，A球的悬线比B球长．把两球的悬线均拉到水平后将小球无初速释放，则经最低点时（以悬点为零势能参考平面）（ ）
A．A球的速度大于B球的速度
B．A球的动能大于B球的动能
C．A球的机械能大于B球的机械能
D．A球的机械能小于B球的机械能
A5．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．
B组
B1．以下说法正确的是（ ）
A．物体做匀速运动，它的机械能一定守恒
B．物体所受合力的功为零，它的机械能一定守恒
C．物体所受的合力不等于零，它的机械能可能守恒
D．物体所受的合力等于零，它的机械能一定守恒
B2.如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上．若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则下列选项正确的是（ ）
B3．如图所示装置中，木块与水平桌面间的接触面是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短，则从子弹开始射木块到弹簧压缩至最短的整个过程中（ ）
A．子弹与木块组成的系统机械能守恒
B．子弹与木块组成的系统机械能不守恒
C．子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒
D．子弹、木块和弹簧组成的系统机械能不守恒
B4．如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图（乙）所示，则（ ）
A．t1时刻小球动能最大
B．t2时刻小球动能最大
C．t2～t3这段时间内，小球的动能先增加后减少
D．t2～t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
B5．如图所示，将A、B两个砝码用细线相连，挂在定滑轮上，已知mA＝0.2kg，mB＝0.05kg.托起砝码A使其比砝码B的位置高0.2m，然后由静止释放，不计滑轮的质量和摩擦．当两砝码运动到同一高度时，它们的速度大小为多少？
.（g取10m/s2）
★课后练习
课题：
动能和动能定理的应用
【使用说明及学法指导】
1、先复习一遍动能定理的内容；明确动能定理的表达式。
再针对预习自测二次复习并回答;
2、若复习完可对合作探究部分认真审题，做不完的正课时再做，对于选作部分BC层可以不做；
3、找出自己的疑惑和需要讨论的问题准备课上讨论质疑。
4、预习指导：
结合课本理解动能定理的，能用动能定理解决问题。
【学习目标】
1、会根据动能表达式计算运动物体的动能.
2、能写出动能定理的表达式，理解动能定理的物理意义.
3、知道动能定理也可用于变力做功和曲线运动的情景.
4、会用动能定理解决有关问题.
一、预习自学——自主学习
1.动能:
物体由于___________而具有的能量叫动能；
公式：
___________；动能单位是__________.动能是___________，只有大小没有方向.
2.动能定理:
（1）动能定理的推导：
即合力所做的功，等于物体动能的变化.
（2）动能定理的表述
___________做的功等于物体___________的变化.（这里的合外力指物体受到的所有外力的合力，包括重力）.
表达式为：
___________
动能定理也可以表述为：
___________对物体做的总功等于物体动能的变化.
（3）应用动能定理解题的步骤
①确定研究对象和研究过程.
②对研究对象进行受力分析.（研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析，含重力）.
③写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功（注意功的正负）.如果研究过程中物体受力情况有变化，要分别写出该力在各个阶段做的功.
④按照动能定理列式求解.
3.做功和能量的关系:
做功的过程就是能量改变的过程。
合外力对物体做_________，物体的动能增加；合外力对物体做负功或物体对外做功，物体能量_________.
【预习自测】
1.一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为d，平均阻力为f.设木块离原点s远时开始匀速前进，下列判断正确的是（）
A.功fs量度子弹损失的动能
B.f（s＋d）量度子弹损失的动能
C.fd量度子弹损失的动能
D.fd量度子弹、木块系统总机械能的损失
2.下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系，正确的是（）
A.如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对物体做的功一定为零
B.如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零
C.物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化
D.物体的动能不变，所受的合外力必定为零
3.静止在光滑水平面上的物体，在水平力F的作用下产生位移s而获得速度v，若水平面不光滑，物体运动时受到摩擦力为F/n（n是大于1的常数），仍要使物体由静止出发通过位移s而获得速度v，则水平力为（）
A.
B.
C.
D.
4.物体在水平恒力作用下，在水平面上由静止开始运动，当位移s时撤去F，物体继续前进3s后停止运动，若路面情况相同，则物体的摩擦力和最大动能是（）
A.
B.
C.
D.
【小结】
【我的疑惑】
二、合作探究——合作学习
例1．一物体在水平方向的两个水平恒力作用下沿水平面做匀速直线运动。
若撤去其中一个水平力，下面说法正确的是（）
A．物体的动能可能减少B．物体的动能可能不变
C．物体的动能可能增加D．余下的一个力一定对物体做正功
例2.如图所示，斜面倾角为θ，滑块质量为m，滑块与斜面的动摩擦因数为
，从距挡板为s0的位置以v0的速度沿斜面向上滑行.设重力沿斜面的分力大于滑动摩擦力，且每次与P碰撞前后的速度大小保持不变，斜面足够长.求滑块从开始运动到最后停止滑行的总路程s.
例3.将小球以初速度
竖直上抛，在不计空气阻力的理想状况下，小球将上升到某一最大高度。
由于有空气阻力，小球实际上升的最大高度只有该理想高度的80%。
设空气阻力大小恒定，求小球落回到抛出点时的速度大小
例4.一个物体从斜面上高h处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止，量得停止处对开始运动处的水平距离为S，如图所示，不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用，并设斜面与水平面对物体的摩擦因数相同，求摩擦因数μ。
例5．质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动.已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离L，子弹进入木块的深度为s，若木块对子弹的阻力F视为恒定，则下列关系式中正确的是（）
A．FL=
Mv2B．Fs=
mv2
C．Fs=
mv02-
（M+m）v2D．F（L+s）=
mv02-
mv2
【课堂小结】
应用动能定理解题的步骤
【巩固练习】
★课堂练习
1.一个物块从斜面底端冲上足够长的斜面后，返回到斜面底端.已知小物块的初动能为E，它返回斜面底端的速度大小为v，克服摩擦阻力做功为
.若小物块冲上斜面的初动能变为2E，则有（）.
A.返回斜面底端时的动能为EB.返回斜面底端时的动能为
C.返回斜面底端时的速度大小为2vD.克服摩擦阻力做的功仍为
2.质量为m的跳水运动员以高为H的跳台上的速度率v1起跳，落水时的速率为v2，运动中遇有空气阻力.那么运动员起跳时做功是__________，
在空气中克服空气阻力所做的功是______________________.
★课后练习
如图所示,
=4
=1
A与桌面间的动摩擦因数
=0.2,B与地面间的距离S=0.8m,A、B原来静止，求：
（1）B落到地面时的速度为多大；
（2）B落地后,A在桌面上能继续滑行多远才能静止下来.
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