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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(xí) 巧設(shè)計(jì) 名師課堂 一點(diǎn)通 創(chuàng)新演練 大沖關(guān) 要點(diǎn)一 要點(diǎn)二 隨堂檢測(cè)歸納小結(jié) 要點(diǎn)三 1 理解動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化 知道機(jī)械能包括動(dòng)能和勢(shì)能 2 通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)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(jī)械能守恒的條件 公式 能應(yīng)用機(jī)械能守恒定律分析解決實(shí)際問(wèn)題 學(xué)會(huì)用守恒觀點(diǎn)看待問(wèn)題 讀教材 填要點(diǎn) 一 機(jī)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(gè)物體另一個(gè)物體 在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)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(dòng)機(jī)永遠(yuǎn)都不可能制成不消耗任何卻能持續(xù)不斷地對(duì)外做功的永動(dòng)機(jī) 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(yàn)證機(jī)械能守恒定律 的實(shí)驗(yàn)中 1 從下列器材中選出實(shí)驗(yàn)所必需的 其編號(hào)為 A 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 包括紙帶 B 重物C 天平D 毫米刻度尺E 停表F 運(yùn)動(dòng)小車(chē) 2 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的安裝放置要求為 開(kāi)始打點(diǎn)計(jì)時(shí)的時(shí)候 應(yīng)先 然后 3 實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因主要是 使重物獲得動(dòng)能往往 為減小誤差 懸掛在紙帶下的重物應(yīng)選擇 答案 見(jiàn)解析 2 關(guān)于機(jī)械能守恒定律的適用條件 以下說(shuō)法中正確的有 A 只有重力和彈力作用時(shí) 機(jī)械能守恒B 當(dāng)有其他外力作用時(shí) 只要合外力為零 機(jī)械能依然守恒C 當(dāng)有其他外力作用時(shí) 只要除了重力以外的其他外力做的功為零 機(jī)械能守恒D 炮彈在空中飛行時(shí)不計(jì)空氣阻力 僅受重力作用 所以爆炸前后機(jī)械能守恒 解析 機(jī)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(gè)完全不同的概念 有力不一定做功 故A是錯(cuò)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)的另外表達(dá) 不是機(jī)械能守恒的條件 故B錯(cuò)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(jī)械能守恒 故C正確 D中由于炮彈爆炸時(shí) 大量的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為炮彈的內(nèi)能和動(dòng)能 故機(jī)械能是不守恒的 故D錯(cuò)誤 答案 C 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 3 實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái) 帶鐵夾 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 重錘 帶紙帶夾子 紙帶 復(fù)寫(xiě)紙 導(dǎo)線(xiàn) 毫米刻度尺 低壓交流電源 4 6V 4 實(shí)驗(yàn)步驟 1 安裝置 按圖2 3 2將檢查 調(diào)整好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)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(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方 先接通電源 后松開(kāi)紙帶 讓重物帶著紙帶自由下落 圖2 3 2 6 注意事項(xiàng) 1 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要穩(wěn)定地固定在鐵架臺(tái)上 打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(duì)減小 增大密度可以減小體積 可使空氣阻力減小 3 實(shí)驗(yàn)中 需保持提紙帶的手不動(dòng) 且保證紙帶豎直 待接通電源 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后 再松開(kāi)紙帶 1 1 如圖2 3 3某同學(xué)探究 動(dòng)能與重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化和守恒 實(shí)驗(yàn)中 下面哪些測(cè)量工具是必需的 A 天平B 彈簧測(cè)力計(jì)C 刻度尺D 秒表 圖2 3 3 2 在一次實(shí)驗(yàn)中 質(zhì)量m 1kg的重物自由下落 在紙帶上打出一系列的點(diǎn) 如圖2 3 4所示 相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)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(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí) 物體的速度vB 從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中物體勢(shì)能減少量是 Ep 此過(guò)程中物體動(dòng)能的增加量 Ek g取9 8m s2 通過(guò)計(jì)算 數(shù)值上 Ek Ep 填 這是因?yàn)?實(shí)驗(yàn)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(shí)受阻力作用 在誤差允許范圍內(nèi) 重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒 機(jī)械能守恒的條件及研究對(duì)象 1 研究對(duì)象 1 當(dāng)只有重力做功時(shí) 可取一個(gè)物體 其實(shí)是物體與地球構(gòu)成的系統(tǒng) 作為研究對(duì)象 2 當(dāng)物體之間的彈力做功時(shí) 必須將這幾個(gè)物體構(gòu)成的系統(tǒng)作為研究對(duì)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(diǎn)看 只有系統(tǒng)動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化 無(wú)其他形式能量之間 如內(nèi)能 轉(zhuǎn)化 則系統(tǒng)機(jī)械能守恒 如果物體間發(fā)生相互碰撞 物體間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)且相互間有摩擦力存在 機(jī)械能一般不守恒 2 從機(jī)械能的定義看動(dòng)能與勢(shì)能之和是否變化 如果一個(gè)物體沿斜面勻速 或減速 滑下 動(dòng)能不變 或減小 勢(shì)能減小 則機(jī)械能減小 一個(gè)物體沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒 沿豎直方向勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能不守恒 3 從做功特點(diǎn)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(yùn)動(dòng)的物體 不計(jì)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(jī)械能守恒 如圖2 3 6丙中拉力對(duì)A 對(duì)B做功不為零 但代數(shù)和為零 AB系統(tǒng)機(jī)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(shí) B沿地面滑動(dòng) A B之間的彈力做功 對(duì)A或B機(jī)械能均不守恒 但對(duì)A B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 圖2 3 6 名師點(diǎn)睛 1 絕不能將機(jī)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(jī)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(diǎn) 另一端系一重物 將重物從與懸點(diǎn)O在同一水平面且彈簧保持原長(zhǎng)的A點(diǎn)無(wú)初速度地釋放 讓它自由擺下 不計(jì)空氣阻力 在重物由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)B的過(guò)程中 下列說(shuō)法正確的是 A 重物的機(jī)械能守恒B 重物的機(jī)械能增加C 重物的重力勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能之和不變D 重物與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 圖2 3 7 思路點(diǎn)撥 確定研究對(duì)象 判斷機(jī)械能是否守恒 分析重物從A到B的過(guò)程中有哪些力做功 解析 重物由A點(diǎn)下擺到B點(diǎn)的過(guò)程中 彈簧被拉長(zhǎng) 彈簧的彈力對(duì)重物做了負(fù)功 所以重物的機(jī)械能減少 故選項(xiàng)A B錯(cuò)誤 此過(guò)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(jī)械能守恒 即重物減少的重力勢(shì)能 等于重物獲得的動(dòng)能與彈簧增加的彈性勢(shì)能之和 故選項(xiàng)C錯(cuò)誤 D正確 答案 D 判斷物體或系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒 一定要根據(jù)物體或系統(tǒng)動(dòng)能和勢(shì)能之和是否變化或機(jī)械能守恒的條件來(lái)判斷 1 表達(dá)式及特點(diǎn) 機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用 2 應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟是 1 選取系統(tǒng)對(duì)象 確定研究過(guò)程 2 進(jìn)行受力分析 考查守恒條件 3 選取零勢(shì)能平面 確定初 末狀態(tài)機(jī)械能 4 運(yùn)用守恒定律 列出方程求解 名師點(diǎn)睛 用機(jī)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(guò)最低點(diǎn)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(jī)械能 3 如圖2 3 8所示 物體A和B系在跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩兩端 物體A的質(zhì)量mA 1 5kg 物體B的質(zhì)量mB 1kg 開(kāi)始時(shí)把A托起來(lái) 使B剛好與地面接觸 此時(shí)物體A離地面高度為h 1m 放手讓A從靜止開(kāi)始下落 g取10m s2 求 1 當(dāng)A著地時(shí) 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(gè)過(guò)程 第一個(gè)過(guò)程是系統(tǒng)機(jī)械能守恒 EA EB 第二個(gè)過(guò)程是利用物體B的機(jī)械能守恒解決問(wèn)題 圖2 3 8 答案 1 2m s 2 0 2m 1 機(jī)械能守恒不僅僅指某兩個(gè)狀態(tài)的機(jī)械能相等 而是過(guò)程中任何狀態(tài)的機(jī)械能都相等 運(yùn)用時(shí)必須先判斷是否滿(mǎn)足守恒條件 2 研究幾個(gè)物體組成系統(tǒng)時(shí) 如果每個(gè)物體機(jī)械能都變化 但系統(tǒng)的總機(jī)械能不變 也可對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律 3 重力 或彈力 做功只引起動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化 其他力做功將引起機(jī)械能與其他形式能量的相互轉(zhuǎn)化 在分析問(wèn)題時(shí) 要建立起能量守恒的觀點(diǎn)