高一物理必修二导学案第七章机械能守恒定律610节.docx

1、高一物理必修二导学案第七章机械能守恒定律610节六、探究功与物体速度变化的关系 学习目标:1. 领会探究功与物体速度变化的关系实验的设计思路,经历探究学习的情感体验过程.2. 知道用一根橡皮筋所做的功为”单位的功”.3. 理解小车做匀速运动阶段测量速度比较合理.4. 能进行实验操作,会采集实验数据.第一课时一 自主学习:阅读教科书69-71页,完成如下问题.1、探究实验的设计思路：要求能够改变功和测量功W，能够对应地测量出物体的速度v。书本利用如图所示的装置来实验。本实验中改变功的办法是_，功的变化情况是一份功W、二份功2W、三份功3W等，为了是橡皮筋对物体做的功为总功，必须消除摩擦力做功对探

2、究带来的影响，因此实验前必须将木板适当_，使小车能够在木板上作匀速运动为标准；物体速度的测量是通过_来实现的。2、探究实验的数据分析：为了清晰地显示出功与速度变化的关系，数据分析时可以采用图象分析法。如果作出_是一条直线，表明橡皮筋做的功与小车获得的速度的关系是正比例关系，即Wv；如果不是直线，就可能是Wv2、Wv3，甚至W。因此记录实验数据时可以设计一个如图的表格。二 交流展示:小组将自己组的看法展示在小黑板上,与别组同学交流看法.三 合作探究问题1.物体的动能跟哪些因素有关呢?力对物体做的功与物体的动能间又有什么关系呢?问题2.在实验探究中,应如何对物体做功?又怎样表示每次做功的大小呢?问

3、题3.应该如何来测量物体的速度呢?选用什么方法比较好呢?四 展示在学案或小黑板上:五 教师点拨六 达标测试题1 如图是本实验的装置示意图。（1）长木板的倾斜程度如何调试？（2）小车前上方的钩子在制作造型上有何要求？ 2 在用本节教材所示的实验装置进行的探究实验时，打出了如图5-6-3所示的一条纸带，请你说说：（1）利用这条纸带要测出哪个物理量？（2）要利用纸带上的哪一段，才能正确上述的物理量？ 七 交流展示:八 教师点拨九 本节小结一十 课外作业:预习下一课时.1.（1）木板的倾斜程度应调节到轻推小车（拖着纸带），则小车恰能在木板上匀速运动。（2）小车前上方的钩子是用于套橡皮筋的，制作造型上要

4、求在橡皮筋松弛时，很容易从钩子上脱落下来。2.(1）在弹簧的弹力消失后，小车的运动近似是匀速运动，利用这条纸带要测出物体匀速运动的速度；（2）寻找哪些点的间距是均匀的，利用这些点距均匀的点来测量小车的速度，通过测量可以知道，在f-g-h之间点的间隔是均匀的，假设打点计时器的周期为T，则小车的最大速度为vm=fg/2T。第二课时 一 自主学习:1、关于探究功与物体速度变化的关系实验中，下列叙述正确的是( D )A、每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B、每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C、放小车的长木板应该尽量使其水平D、先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出 2、除了从

5、实验探究功与物体速度变化的关系外，也可以从理论上作探究。如图所示，我们选用理想化模型来探究。设质量为m的物体放在光滑的水平地面上，用恒定的水平推力使物体移动L的水平距离，试根据牛顿运动定律和功的计算公式，推理功和物体速度变化的关系。3、设质量为m的物体放在倾角为的粗糙斜面上，用恒定的推力沿着斜面方向使物体移动L的距离，试根据牛顿运动定律和功的计算公式，推理功和物体速度变化的关系。本题与习题1的结论有什么不同？ 4、在小车牵引纸带运动过程中，打点计时器记录了小车的运动情况，如图所示，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s试计算（l）各点瞬时速度：vA=_m/s

6、 0vB= _ m/s 0.6vC=_ m/s 1.2vD= _ m/s 1.8vE=_ m/s 2.4(2)设小车质量为m=1.0 kg，试作出从A点至B点、至C点、至D点、至E点的过程中，合外力的功W与各计数点速度平方v2的关系图线二 交流展示:小组分工展示思考过程,小组间交流看法.三 教师点拨四 本节小结:五 课外作业:复习本节内容,预习下一课时.七、动能和动能定理学习目标:1. 知道动能的符号、单位和表达式，会根据动能的表达式计算运动物体的动能。2. 能从牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理，理解动能定理的物理意义。3. 领会运用动能定理解题的优越性，理解做功的过程就是能量转化或转移的

7、过程。会用动能定理处理单个物体的有关问题。(重点)4. 知道动能定理也可用于变力做功与曲线运动的情景，能用动能定理计算变力所做的功(重点)。第一课时一 自主学习：阅读教科书71-75页,思考如下问题,1、物体由于_而具有的能叫做动能，计算公式为_,式中速度v为物体的对_运动速度，根据公式可知，动能恒大于或等于零。2、物体的动能变化是由_决定的，反映这一规律的定理叫_，其表达式为_。当_对物体做正功时，物体的动能将增加，说明_是物体运动的动力；当_对物体做负功时，物体的动能将减小，说明_是物体运动的动力；如果_对物体不做功（例如匀速圆周运动的向心力），物体的_就不变化。动能定理指出了物体动能变化

8、的决定因素，因此计算物体的动能变化时，必须从_做功的角度来思考，尤其是在计算变力做功时，一般都选用_处理。3、学习教科书73页例题1,例题2,体会应用动能定理的解题步骤：确定研究对象，明确它的运动过程；正确的_是应用动能定理的前提，由于涉及合外力做功，必须正确进行_，如果出现少力或力方向错误等，则整个问题的解答已经错误；正确判断各个力的_情况，什么力做功？什么力不做？什么力做正功？什么力做负功？正确的状态分析，由于动能定理中需要物体初末状态的动能值，因此必须正确分析清楚处末状态的运动情况；根据W总=mv22/2mv12/2列方程求解；写好答案（必要时对答案进行讨论）。 二 小组分工展示,同学间

9、交流看法.三 合作探究：教科书74页思考与讨论。四 达标练习题（书面作业）：教科书74页75页1，2，3，4，5五个题。五 交流展示达标练习题:六 老师点拨.七 本节小结：第二课时一 自主学习:复习上节内容,进一步完成如下问题.1、下列说法中，正确的是（ ）A物体的动能不变，则其速度一定也不变B物体的速度不变，则其动能也不变C物体的动能不变，说明物体的运动状态没有改变D物体的动能不变，说明物体所受的合外力一定为零2、一物体在水平方向的两个平衡力(均为恒力)作用下沿水平方向做匀速直线运动，若撤去一个水平力，则有（ ）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

10、定对物体做正功3、在离地面一定高度处，以相同的动能，向各个方向抛出多个质量相同的小球，这些小球到达地面时，有相同的（ ）A动能 B速度 C速率 D位移4、在光滑水平面上质量为2kg的物体以2ms的速度向东运动，当对它施加一向西的力使它停下来，则该外力对物体做的功是（ ）A16J B8J C4J D05、甲、乙、丙三个物体具有相同的动能，甲的质量最大，丙的最小，要使它们在相同的距离内停止，若作用在物体上的合力为恒力，则合力（ ）A甲的最大 B丙的最大C都一样大 D取决于它们的速度6、把一根弹簧平放在光滑水平面上，使一端固定把一个质量为1kg的滑块放在弹簧另一端，用力水平推动滑块使弹簧压缩当把滑块

11、由静止释放后，经过0.5s弹簧把滑块以10m/s的速度水平弹出去，在这段时间内弹簧对滑块做功的平均功率等于（ ） A、20W B、200W C、100W D、25W7、一个质量为2kg的物体，以4m/s的速度在光滑水平面上向右滑行，从某个时刻起，在物体上作用一个向左的水平力，经过一段时间，物体的速度方向变为向左，大小仍然是4m/s，在这段时间内水平力对物体做的功为（ ） A、0 B、8J C、16J D、32J8、速度为v的子弹，恰可穿透一固定着的木板，如果子弹速度为2v，子弹穿透木板的阻力视为不变，则可穿透同样的木板（ ）A、2块 B、3块 C、4块 D、1块9、两辆汽车在同一平直路面上行驶

12、，它们的质量之比m1：m2=1：2，速度之比v1：v2=2：1当两车急刹车后，甲车滑行的最大距离为s1，乙车滑行的最大距离为s2设两车与路面的动摩擦因数相等，不计空气的阻力，则（ ）A、s1：s2=1：2 B、s1：s2=1：1 C、s1：s2=2：1 D、s1：s2=4：110、如图所示，一个质量为m的物体在高为h的斜面上刚好匀速下滑，现用平行于斜面的力缓慢地将物体沿斜面从底端拉到顶端，拉力所做的功为_ 11、在距地面12m高处以12m/s的速度抛出一个质量为2kg的物体，物体落到地面时的速度是19m/s，那么人在抛物的过程中对物体做的功是_ J，物体下落过程中克服阻力做的功是_ J12、均

13、匀直木板长为L=40cm，质量为2.0kg，与桌面间动摩擦因数为0.2若在木板左端用一水平推力F将其推下桌子，水平推力至少做功_J(取g=10m/s2)13、一人在雪橇上，从静止开始沿着高度为15m的斜坡滑下，到达底部时的速度为10m/s，人和雪橇的总质量为60kg，下滑过程中克服阻力做的功等于_J（取g=10m/s2）14、如图所示，BD为一水平面，AC是斜面，一物体从A点由静止开始沿AC滑下，滑至D点时速度刚好为零，如果斜面改为AE（），让该物体从A点由静止开始沿AE滑下，最终物体静止于水平面上的F点（图中未画出）试推证F点在D的左边、右边、还是与D点重合（已知物体与接触面之间的动摩擦因数

14、处处相同，不计物体通过E或C点时的能量损失）15、质量为m的滑块与倾角为的斜面间的动摩擦因数为，tan，斜面底端有一个和斜面垂直放置的弹性挡板,滑块滑到底端与它碰撞时没有机械能损失，如图所示若滑块从斜面上高为h处以速度v0开始沿斜面下滑，设斜面足够长，求：(1)滑块最终停在何处?(2)滑块在斜面上滑行的总路程是多少? 二 交流展示:三 教师点拨:四 本节小结:1. BD 2. AC 3. AC 4. C 5. C 6. C 7. A 8. C 9. D 10. 2mgh 11. 144，23 12. 0.8J 13. 6.0103 14. F点与D点重合 15. (1)停在斜面底端 (2) (

15、v02+2gh)/2gcos八、机械能守恒定律 学习目标: 知道机械能的各种形式,能够分析动能与势能(包括弹性势能)之间的相互转化问题. 能够根据动能定理和重力做功与重力势能变化之间的关系,推导出机械能守恒定律. 会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒,(重点)能运用机械能守恒定律解决有关问题.(重点,难点) 能从能量转化的角度理解机械能守恒条件,领会运用机械能守恒定律解决问题的优越性.第一课时一 自主学习,完成下列填空1、机械运动的_统称为机械能。其含义是机械能的表现形式有三种：即_。有时物体只具有动能，如水平路面上匀速行驶的汽车（取路面上的重力势能为零），我们说汽车也具有机械能。2、三种

16、形式的机械能之间也可以发生相互_，如作竖直上抛运动的物体在上升过程中，_在转化为_；运动的小球碰到水平放置的一端固定的弹簧，在将弹簧压缩的过程中，小球的_在转化为_，弹出的过程中，_又转化为小球的_。如果在转化过程中满足总机械能守恒，则对我们处理问题带来极大的便利。3、理论推理和实验验证都能指出：在只有_的情况下，物体的动能和势能（含重力势能及弹簧势能）发生相互转化，但机械能的总量_。机械能守恒定律的表达式为：_，或者Ek2+Ep2Ek1+Ep1 此外还有WGEp；EpEk；E机0（较适用于定性或半定量说理）4、学习教科书76页例题,体会应用机械能守恒定律处理问题的解题步骤：确定研究对象和研究

17、_（可以单个物体，也可以是相互作用的几个物体的整体）；考察_的条件是否满足（这一步骤比较容易出错，也是考试的重点，应紧扣只有重力、弹力做功，只存在重力势能、弹性势能和动能的转化来判断）；对物体做运动的状态分析，确定物体的初末动能；选择零势能点或面，确定初末状态的势能值。（注意物体的速度应为对地速度）；应用机械能守恒定律列出方程m2v22/2+mgh2=m1v12/2+mgh1并解方程；写好答案，必要时作讨论。二 自主学习 教科书74页问题与练习三 交流展示四 教师点拨五 书面作业:将教科书74页-75页3,4,5的分析过程背写在作业上.六 本节小结:第二课时一 自主学习1、关于机械能是否守恒，

18、下列叙述中正确的是( )A、作匀速直线运动物体的机械能一定守恒B、作匀变速运动物体的机械能可能守恒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，物体的机械能一定守恒2、在下列情况中，物体的机械能守恒的是(不计空气阻力)( )A、推出的铅球在空中运动的过程中B、沿着光滑斜面匀加速下滑的物体C、被起重机匀速吊起的物体D、物体做平抛运动3、下列关于物体机械能守恒的说法中，正确的是( )A运动的物体，若受合外力为零，则其机械能一定守恒B运动的物体，若受合外力不为零，则其机械能一定不守恒C合外力对物体不做功，物体的机械能一定守恒D运动的物体，若受合外力不为零，其机械能有可能守恒4、当物

19、体克服重力做功时，物体的( )A重力势能一定减少，机械能可能不变 B重力势能一定增加，机械能一定增加 C重力势能一定增加，动能可能不变D重力势能一定减少，动能可能减少5、a、b、c三球自同一高度以相同速率抛出，a球竖直上抛，b球水平抛出，c球竖直下抛设三球落地时的速率分别为va、vb、vc，则( )Avavbvc Bvavbvc C vavbvc D vavbvc6、一起重机吊着物体以加速度a(amA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

20、机械能的增加10、如图所示，光滑半球的半径R0.8m，一小球从其顶端由静止开始滑下，球到达地面时的速率是多少(g取10ms2)11、a、b为紧靠着的且两边固定的两张相同的薄纸，如图所示。一个质量为m的小球从距纸面高度为H处自由下落，恰好能穿破两张纸(即穿过后速度为零)。现将a纸的位置升高，b纸的位置不变，要使小球仍能穿破两张纸，则a纸上移的最大高度是多大？ 12、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。三 交流展示:四 教师点拨:五 书面作业:1. BD 2. ABD

21、3. D 4. C 5. D 6. ACD 7. D 8. v02/2g,1/3,1/2,2/3,3/49. CD 10. 4m/s 11. H/2 12. (gh/2)1/2九、实验：验证机械能守恒定律 学习目标: 理解实验的设计思路,明确实验中需要直接测量的物理量. 知道实验中选取测量点的有关要求,会根据实验中打出的纸带测定物体下落的距离,掌握测量物体运动的瞬时速度的方法. 能正确进行实验操作,能够根据实验数据的分析得出实验结论. 能定性地分析产生实验误差的原因,并会采取相应的措施减小实验误差.第一课时一. 实验操作前自主学习1、必须选择一个符合机械能守恒的运动模型来验证机械能守恒定律，本

22、实验选择自由落体运动模型来验证机械能守恒定律，是因为物体在自由落体运动过程中只_做功，满足_。2、按照书本要求，本实验是验证自由落体轨迹上开始点和其后任意点的机械能守恒，为此必须选择物体初速度为_,判断开始点是否满足要求的依据是_,为了计算物体减少的重力势能，必须测量出物体_，对应的测量器材是_。为了计算出某点时刻物体的动能，必须测量出物体在该时刻的瞬时速度，其计算公式为_，这是利用了什么原理？_。为了计算物体的动能和重力势能，按理还需要知道物体的质量，但本实验中可以不测物体的质量，其原因是_ 。3、实验操作过程中，是先接通电源开始打点还是先放开纸带？为什么？ _ 。4、为了减小实验误差，应尽

23、量减小重物下落时纸带所受的阻力。因此重锤应选_（填重、轻），纸带应_放置。尽管采取了上述措施，但由于阻力还是存在的，所以实验中重力势能的减小量应_动能的增加量，这样才是符合实际的。二. 合作探究 在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，测得当地的重力加速度g=9.8m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg，实验中得到一点迹清晰的纸带（如图），把第一点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D到0点的距离分别为62.99cm,70.18cm,77.76cm,85.73cm,根据以上的数据，可知重物由0运动到C点，重力势能的减小量等

24、于_J,动能的增加量等于_J。（取三位有效数字） 解析 重物从O点到C点下落高度h=0.7776m，WP= = 7.62J计算相应过程的动能增加量应先计算出C点的瞬时速度vc，由图可知：vc= =3.898(m/s) 故Ek= =7.56J 拓展 有些认为动能增加量可以根据机械能守恒得到Ek=0.762J，这样做犯了逻辑错误，因为实验目的就是要验证机械能是否守恒，验证过程中当然不能利用机械能守恒的结论。且实验中不可避免存在_，动能增加量_重力势能的减小量。三. 实验操作:到实验室做实验.四. 书面作业:写出本次实验报告.第二课时一. 自主学习1、在本实验中，对自由下落的重物，下述选择的条件哪种

25、更为有利？（ ）A、只要有足够重就可以B、只要体积足够小就可以C、既要足够重，又要体积非常小D、应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随同运动时不致扭曲2、在本实验中，有如下器材：A.打点计时器；B.低压交流电源（附导线）；C.天平（附砝码）；D.铁架台（附夹子）；E.重锤（附夹子）；F.纸带；G.秒表；H.复写纸。其中不必要的有_；还缺少的是_。3、下列列出一些实验步骤：A、用天平称出重物和夹子的质量B、将重物系在夹子上C、将纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子，再把纸带向上拉，让夹子静止在靠近打点计时器处。D、把打点计时器接在学生电源的交流输出端，把输出电压调至6V（电源不

26、接通）E、把打点计时器用铁夹子固定到放在桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一直线上。F、在纸带上选取几个点，进行测量和记录数据。G、用秒表测出重物下落的时间H、接通电源，待计时器响声稳定后释放纸带I、切断电源J、更换纸带重新进行两次实验K、在三条纸带中选出较好的一条L、进行计算，得出结论，完成实验报告M、拆下导线，整理器材对于本实验以上步骤中，不必要的有_；正确步骤的合理顺序是：_（填写代表字母）4、本实验中，设在选定的纸带上依次把点子记为1，2，3，等计数点，如图，纸带上所打点，记录了物体在不同时刻的_，当打点计时器打点“4”时，物体动能的表达式应该是_；若以计数点1为参考点，当打第4点时物体

27、的机械能的表达式为_（打点计时器的打点周期为T）。5、在验证机械能守恒定律的实验中，若以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v2/2h图线_,才能验证机械能守恒定律；v2/2h图线的斜率等于_的数值。6、在本实验中，由于在运动的初始阶段计时器打出的一些点子模糊不清，故必须选择比较清楚的点作为测量起点。今所选的测量范围的第1点在米尺上的位置为x1,第4点在米尺上的位置为x2，第7点在米尺上的位置为x3，第10点在米尺上的位置为x4，。若下落的物体质量为m，打点计时器每隔Ts打一点，则可利用上述数据求出物体从第4点到第7点一段过程中，势能的减少量是_，动能增加量是_。二. 交流展示三. 教师点拨四. 课外作业:预习下一课时.1. D 2. C，G；刻度尺，电键 3. A，G；EDBCHIJMKFL 4. 5. 过原点的一条