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1、5.3機械能機械能守恒定律課前自主預習學案預習目標1.理解機械能守恒的條件.2.掌握機械能守恒定律的應用預習內容一、機械能1.重力勢能(1)定義：物體的巫力勢能等丁?它所受重力與所處高度的乘積。(2)表達式：o(3)矢標性：重力勢能是標量，但冇正負，其意義衣示物體的重力勢能比它在參考平面大還是小。(4)重力勢能的特點：①系統(tǒng)性：重力勢能是所共有的。②相對性：重力勢能的大小與參考平面的選取有關，但重力勢能的變化與參考平面的選取無關。(5)重力做功與重力勢能變化的關系：O2「彈祁勢能(1)定義：發(fā)生—的物體的各部分Z間，由于有彈力的相互作用而
2、具有的勢能。(2)大?。号c形變量及冇關。(3)彈力做功與彈性勢能變化的關系彈力做正功，彈性勢能—:彈力做負功，彈性勢能—o二、機械能守恒定律1?內容在只有做功的物體系統(tǒng)內，動能和勢能可以互相轉化，而總的機械能保持不變。2?機械能守恒的條件只有重力或彈力做功。3.對守恒條件的理解(1)只受重力作用，例如在不考慮空氣阻力的情況下的各種拋體運動，物體的機械能守恒。(2)受其他力，但其他力不做功，只冇重力或彈力做功。例如物體沿光滑的曲而下滑，受重力、曲而的支持力的作用,但曲血的支持力不做功，物體的機械能守恒。4?機械能守恒的三種表達式表達角度表達
3、公式表達意義守恒觀點系統(tǒng)的初狀態(tài)機械能的總和與末狀態(tài)機械能的總和相等轉化觀點農示系統(tǒng)機械能守恒時，系統(tǒng)減少(或增加)的匝力勢能等于系統(tǒng)增加(或減少)的動能轉移觀點若系統(tǒng)由畀、〃兩部分組成，則〃部分物體機械能的增加量與B部分物體機械能的減少量相等課內合作探究學案一、對機械能守恒條件的理解口主探究1.-?蹦極運動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落,到最低點時距水血還有數(shù)米距離。假定空氣阻力可忽略，運動員可視為質點。下列說法不正確的是()A.運動員到達最低點前重力勢能始終減小B.蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力做負功，彈性勢能增加C.蹦極過程屮
4、，運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機械能守恒D?蹦極過程屮，重力勢能的改變與重力勢能零點的選取冇關思考1：運動員下落過程中，重力做什么功？重力做功與重力勢能有什么關系？思考2：彈力做功與彈性勢能有什么關系？思考3：運動員下落過程中，其機械能守恒嗎？思考4：重力勢能的改變與零勢能面的選取有關嗎？歸納要點機械能祗否守恒的判斷方法(1)利用機械能的定義判斷(玄接判斷)：機械能包括動能、重力勢能和彈性勢能，判斷機械能是否守恒可以看物體或系統(tǒng)機械能的總和是否變化。（2）用做功判斷：若物體或系統(tǒng)只冇重力（或彈簧的彈力）做功，雖受其他力，但其他力不做功
5、，機械能守恒。⑶用能量轉化來判斷：若物體系統(tǒng)屮只冇動能和勢能的相互轉化而無機械能與其他形式的能的轉化，則物體系統(tǒng)機械能守恒。（4）對多個物體組成的系統(tǒng)，除考慮是否只有重力做功外，還要考慮系統(tǒng)內力做功，如有滑動摩擦力做功時，因仃摩擦熱產生，系統(tǒng)機械能將有損失。二、機械能守恒定律三種表達形式的理解H主探究2.（2012?山東青盼-?模）如圖所示，光滑固定的豎直桿上套冇小物塊⑦不町伸長的輕質細繩通過大小可忽略的定滑輪連接物塊日和小物塊乩虛線cd水平?，F(xiàn)山靜止釋放兩物塊，物塊日從圖示位置上升，并恰好能到達c處。在此過程中，若不計摩擦和空氣阻力，下
6、列說法正確的是（）A.物塊&到達c點時加速度為零B.細拉力對物塊8做的功等于物塊a重力勢能的增加量C.繩拉力對物塊方先做負功后做正功D.純拉力對物塊方做的功大于物塊方機械能的減少屋思考1：自物塊到達c點時受幾個力的作用？思考2：繩拉力對兩物塊分別做什么功？兩物塊機械能如何變化？歸納要點1.守怛形式：EK或5+矗=代2+爲2,表示系統(tǒng)初狀態(tài)的機械能等丁?其末狀態(tài)的機械能。當系統(tǒng)除地球外，只有單個物體，且初、末狀態(tài)的高度已知時，用這種表達形式較方便。運用時，應選好零勢能面。2.增量（或轉化）形式：E=-^表示系統(tǒng)減少（或增加）的勢能等于增
7、加（或減少）的總動能。一?般川于始末狀態(tài)的離度未知，但離度變化已知的請況。應用時，無謂選擇零勢能面。3.轉移形式：△任增=△必⑷表示若系統(tǒng)由幾〃兩部分組成，則力部分物體機械能的增加量與〃部分物體機械能的減少量相等。以上三種衣達方式中，守恒形式是最基木的衣達方式，易于理解和掌握，但應用時始末狀態(tài)的動能和勢能要分析全，防止遺漏菜種形式的機械能。應用增量或轉移形式列出的方程簡潔，是同學們應該重點掌握的，但在分析勢能的變化時易出錯,要引起注意。三、多個物體組成的系統(tǒng)機械能守怛口主探究3?如圖所示，傾角為〃的光滑斜面上放有兩個質量均為/〃的小球M和
8、必兩球之間用一根長為Z的輕桿相連，卞而的小球〃離斜而底端的高度為力。兩球從靜止開始下滑，不計球與地而碰撞時的機械能損失，且水平而光滑，求：⑴兩球在光滑水平面上運動時的速度大小;（2）整個運動過
