2019-2020年高中物理《機(jī)械能守恒定律》教案7 新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中物理《機(jī)械能守恒定律》教案7 新人教版必修2 一、教學(xué)目標(biāo) 1.熟悉應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的步驟. 2.明了應(yīng)用機(jī)械能守恒定律分析問(wèn)題的注意點(diǎn). 二、重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法 1.重點(diǎn):機(jī)械能守恒定律的具體應(yīng)用。 2.難點(diǎn):應(yīng)用機(jī)械能守恒定律和動(dòng)能定律分析解決較復(fù)雜的力學(xué)問(wèn)題。 3.解決辦法 (1)分析典型例題,解剖麻雀,從而掌握機(jī)械能守恒定律應(yīng)用的程序和方法。 (2)比較研究,能準(zhǔn)確選擇解決力學(xué)問(wèn)題的方法、靈活運(yùn)用各種定律分析問(wèn)題。 三、教學(xué)步驟 【引入新課】復(fù)習(xí)上節(jié)課的機(jī)械能守恒定律內(nèi)容及數(shù)學(xué)表達(dá)式. 【新課教學(xué)】 1、應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的步驟: (1)根據(jù)題意選取研究對(duì)象(物體或系統(tǒng)); (2)分析研究對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況以及各力做功的情況,判斷機(jī)械能是否守恒; (3)確定運(yùn)動(dòng)的始末狀態(tài),選取零勢(shì)能面,并確定研究對(duì)象在始、末狀態(tài)時(shí)的機(jī)械能; (4)根據(jù)機(jī)械能守恒定律列出方程進(jìn)行求解 注意:列式時(shí),要養(yǎng)成這樣的習(xí)慣,等式作左邊是初狀態(tài)的機(jī)械能而等式右邊是末狀態(tài)的機(jī)械能,這樣有助于分析的條理性。 例1:如圖所示,光滑的傾斜軌道與半徑為R的圓形軌道相連接,質(zhì)量為。的小球在傾斜軌道上由靜止釋放,要使小球恰能通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn),小球釋放點(diǎn)離圓形軌道最低點(diǎn)多高?通過(guò)軌道點(diǎn)最低點(diǎn)時(shí)球?qū)壍缐毫Χ啻螅? 分析及解答: 小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,受到重力和軌道支持力,軌道支持力對(duì)小球不做功,只有重力做功,小球機(jī)械能守恒. 取軌道最低點(diǎn)為零重力勢(shì)能面. 因小球恰能通過(guò)圓軌道的最高點(diǎn)C,說(shuō)明此時(shí),軌道對(duì)小球作用力為零,只有重力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律可列 得 在圓軌道最高點(diǎn)小球機(jī)械能 在釋放點(diǎn),小球機(jī)械能為 根據(jù)機(jī)械能守恒定律 列等式: 解設(shè) 同理,小球在最低點(diǎn)機(jī)械能 小球在B點(diǎn)受到軌道支持力F和重力根據(jù)牛頓第二定律,以向上為正,可列 據(jù)牛頓第三定律,小球?qū)壍缐毫?mg.方向豎直向下. 例2.長(zhǎng)l=80cm的細(xì)繩上端固定,下端系一個(gè)質(zhì)量m=100g的小球。 將小球拉起至細(xì)繩與豎立方向成60角的位置,然后無(wú)初速釋放。不計(jì) 各處阻力,求小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí),細(xì)繩對(duì)小球拉力多大?取g=10m/s2。 分析及解答: 小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,重力勢(shì)能的變化量,此過(guò)程中動(dòng)能的變化量。機(jī)械能守恒定律還可以表達(dá)為 即 整理得 又在最低點(diǎn)時(shí),有 在最低點(diǎn)時(shí)繩對(duì)小球的拉力大小 提出問(wèn)題:通過(guò)以上各例題,總結(jié)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題的基本方法。 2.機(jī)械能守恒定律在多個(gè)物體組成系統(tǒng)中的應(yīng)用 對(duì)單個(gè)物體能用機(jī)械能守恒定律解的題一般都能用動(dòng)能定理解決.而且省去了確定是否守恒和選定零勢(shì)能面的麻煩,反過(guò)來(lái),能用動(dòng)能定理來(lái)解決的題卻不一定都能用機(jī)械能守恒定律來(lái)解決,在這個(gè)意義上講,動(dòng)能定理比機(jī)械能守恒定律應(yīng)用更廣泛更普遍。故機(jī)械能守恒定律主要應(yīng)用在多個(gè)物體組成的系統(tǒng)中。 K 2-8-3 例3:如圖2-8-3所示,粗細(xì)均勻的U形管內(nèi)裝有總長(zhǎng)為4L的水。開(kāi)始時(shí)閥門K閉合,左右支管內(nèi)水面高度差為L(zhǎng)。打開(kāi)閥門K后,左右水面剛好相平時(shí)左管液面的速度是多大?(管的內(nèi)部橫截面很小,摩擦阻力忽略不計(jì)) 解答:由于不考慮摩擦阻力,故整個(gè)水柱的機(jī)械能守恒。從初始狀態(tài)到左右支管水面相平為止,相當(dāng)于有長(zhǎng)L/2的水柱由左管移到右管。系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少,動(dòng)能增加。該過(guò)程中,整個(gè)水柱勢(shì)能的減少量等效于高L/2的水柱降低L/2重力勢(shì)能的減少。不妨設(shè)水柱總質(zhì)量為8m,則,得 例4:如圖2-8-4所示,質(zhì)量分別為2 m和3m的兩個(gè)小球固定在一根直角尺的兩端A、B,直角尺的頂點(diǎn)O處有光滑的固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸。AO、BO的長(zhǎng)分別為2L和L。開(kāi)始時(shí)直角尺的AO部分處于水平位置而B(niǎo)在O的正下方。讓該系統(tǒng)由靜止開(kāi)始自由轉(zhuǎn)動(dòng),求:當(dāng)A到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),A小球的速度大小v? A B O 2-8-4 解答:以直角尺和兩小球組成的系統(tǒng)為對(duì)象,由于轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程不受摩擦和介質(zhì)阻力,所以該系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。 過(guò)程中A的重力勢(shì)能減少, A、B的動(dòng)能和B的重力勢(shì)能增加,A的即時(shí)速度總是B的2倍。,解得 例5:如圖22所示,將楔木塊放在光滑水平面上靠墻邊處并用手固定,然后在木塊和墻面之間放入一個(gè)小球,球的下緣離地面高度為H,木塊的傾角為,球和木塊質(zhì)量相等,一切接觸面均光滑,放手讓小球和木塊同時(shí)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),求球著地時(shí)球和木塊的速度。 解答:此題的關(guān)鍵是要找到球著地時(shí)小球和木塊的速度的關(guān)系。因?yàn)樾∏蚝湍緣K總是相互接觸的,所以小球的速度V1和木塊 的速度V2在垂直于接觸面的方向上的投影相等,即:V1Cos=V2Sin 由機(jī)械能守恒定律可得: V1 V2 圖22 mgH=mv12/2+mv22/2 由上述二式可求得: V1=.sin, V2=.cos. 【同步檢測(cè)】 B 2-8-14 A 1、如圖2-8-14所示,兩質(zhì)量相同的小球A、B,分別用線懸線在等高的O1、O2點(diǎn),A球的懸線比B比球的懸線長(zhǎng),把兩球的懸線均拉到水平后將小球無(wú)初速釋放,則經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)(懸點(diǎn)為零勢(shì)能)( ) A.A球的速度大于B球的速度 B.A球的動(dòng)能大于B球的動(dòng)能 2-8-15 C.A球的機(jī)械能大于B球的機(jī)械能 D.A球的機(jī)械能等于B球的機(jī)械能 2.如圖2-8-15所示,小球自高為H的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿光滑曲面下滑,到曲面底B點(diǎn)飛離曲面,B點(diǎn)處曲面的切線沿水平方向.若其他條件不變,只改變h,則小球的水平射程s的變化情況是 ( ) A.h增大,s可能增大 B.h增大,s可能減小 C.A減小,s可能增大 D.A減小,s可能減小 θ L A O 2-8-16 3.用平行斜面向下的拉力將物體沿斜面拉下,拉力的大小等于摩擦力,則( ) A.物體做勻速運(yùn)動(dòng) B.合外力對(duì)物體做功為零 C.物體的機(jī)械能守恒 D.物體的機(jī)械能減小 4.如圖2-8-16所示,用長(zhǎng)為L(zhǎng)的繩子一端系著一個(gè)質(zhì)量為m的小球,另一端固定在O點(diǎn),拉小球至A點(diǎn),此時(shí)繩子偏離豎直方向?yàn)棣冉?,空氣阻力不?jì),松手后小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的速率為( ) A. 2glcosθ B. 2gl(1—sinθ) C. 2gl(1—cosθ) D. 2gl 5.細(xì)繩的一端固定,另一端系一質(zhì)量為m的小球,小球繞繩的固定點(diǎn)在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),細(xì)繩在小球的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)的張力之差 為( ) 2-8-17 A.mg B.2mg C.4mg D.6mg 6.如圖2-8-17所示,小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上。在將彈簧壓縮到最短的整個(gè)過(guò)程中, 下列關(guān)于能量的敘述中正確的是( ) A.重力勢(shì)能和動(dòng)能之和總保持不變 B.重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之和總保持不變 C.動(dòng)能和彈性勢(shì)能之和不斷增加 D.重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能和動(dòng)能之和總保持不變 7.人站在h高處的平臺(tái)上,水平拋出一個(gè)質(zhì)量為m的物體,物體落地時(shí)的速度為v,以地面為重力勢(shì)能的零點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,則有( ) A.人對(duì)小球做的功是 B.人對(duì)小球做的功是 C.小球落地時(shí)的機(jī)械能是 D.小球落地時(shí)的機(jī)械能是 8.在下面列舉的各例中,若不考慮阻力作用,則物體機(jī)械能發(fā)生變化的是( ) A.用細(xì)桿栓著一個(gè)物體,以桿的另一端為固定軸,使物體在光滑水平面上做勻速率圓周運(yùn)動(dòng) B.細(xì)桿栓著一個(gè)物體,以桿的另一端為固定軸,使物體在豎直平面內(nèi)做勻速率圓周運(yùn)動(dòng) C.物體沿光滑的曲面自由下滑 D.用一沿固定斜面向上、大小等于物體所受摩擦力的拉力作用在物體上,使物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng) 2-8-19 9.如圖2-8-18所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)1的橡皮條與長(zhǎng)為L(zhǎng)2的細(xì)繩的一端都固定在O點(diǎn),另一端分別系兩球A和B,A和B的質(zhì)量相等,現(xiàn)將兩繩都拉至水平位置,由靜止釋放放,擺至最低點(diǎn)時(shí),橡皮條和細(xì)繩長(zhǎng)度恰好相等,若不計(jì)橡皮條和細(xì)繩的質(zhì)量,兩球經(jīng)最低點(diǎn)速度相比 ( ) 2-8-18 A.A球大 B.B球大 C.兩球一樣大 D.條件不足,無(wú)法比較 10.一根全長(zhǎng)為L(zhǎng)、粗細(xì)均勻的鐵鏈,對(duì)稱地掛在輕小光滑的定滑輪上,如圖2-8-19所示,當(dāng)受到輕微擾動(dòng),鐵鏈開(kāi)始滑動(dòng),當(dāng)鐵鏈脫離滑輪瞬間鐵鏈速度大小為 11.從地面以40m/s的初速度豎直上拋一物體,不計(jì)空氣阻力,經(jīng)過(guò)T時(shí)間小球的重力勢(shì)能是動(dòng)能的3倍,則T= ,這時(shí)小球離地高度為 。 2-8-20 12.如圖2-8-20所示,光滑圓柱O被固定在水平平臺(tái)上,質(zhì)量為m的小球用輕繩跨過(guò)柱體與質(zhì)量為M(M>m)的小球相連,開(kāi)始時(shí),m與平臺(tái)接觸,兩邊繩伸直,然后兩球從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),M下降,m上升,當(dāng)上升到圓柱的最高點(diǎn)時(shí),繩子突然斷了,發(fā)現(xiàn)m恰好做平拋運(yùn)動(dòng),則M是m的多少倍? 13.如圖2-8-21,光滑圓管形軌道AB部分平直,BC部分是處于豎直平面內(nèi)半徑為R的半圓,圓管截面半徑r<- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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