1、第八章 机械能守恒定律 4 机械能守恒定律 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 学习目标学习目标 学法指导学法指导 1.知道动能与势能的相知道动能与势能的相 互转化和机械能的概念互转化和机械能的概念 2掌握机械能守恒定掌握机械能守恒定 律，知道机械能守恒的律，知道机械能守恒的 条件条件 3能够应用机械能守能够应用机械能守 恒定律分析相关的实际恒定律分析相关的实际 问题问题 1.通过对通过对“伽利略斜面实验伽利略斜面实验”的探究，领会动能的探究，领会动能
2、 和重力势能转化中的守恒思想，从而初步形成能和重力势能转化中的守恒思想，从而初步形成能 量概念量概念 2通过对动能与势能的相互转化的探究，建立通过对动能与势能的相互转化的探究，建立 机械能守恒定律，理解机械能守恒条件和内容机械能守恒定律，理解机械能守恒条件和内容 3通过例题和习题，掌握应用机械能守恒定律通过例题和习题，掌握应用机械能守恒定律 分析求解问题的方法，领会从守恒角度解决问题分析求解问题的方法，领会从守恒角度解决问题 的优越性的优越性 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初
3、培 预习导学 | 新知领悟 知识导图知识导图 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 预习导学 | 新知领悟 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 1能量概念的引入能量概念的引入 伽利略斜面小球实验中伽利略斜面小球实验中，小球运动中不变的小球运动中不变的“东西东西”就是就是_. 2动能与势能的相互转化动能与势能的相互
4、转化 (1)转化条件：转化条件：_或或_做功做功 (2)转化特点：做正功时转化特点：做正功时，_向向_转化；做负功时转化；做负功时， _向向_转化转化 (3)重力势能重力势能、弹性势能与动能统称为弹性势能与动能统称为_. 追寻守恒量追寻守恒量 动能与势能的相互转化动能与势能的相互转化 能量能量 重力重力 弹力弹力 势能势能 动能动能 动能动能 势能势能 机械能机械能 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 如图所示如图所示，物体沿光滑曲面滑下物体沿光滑曲面
5、滑下，途经途经A、B两点两点这个这个 过程中物体的动能和势能如何变化过程中物体的动能和势能如何变化？ 【答案答案】由于曲面光滑由于曲面光滑，只有重力做功只有重力做功下滑过程中速度增大下滑过程中速度增大，高高 度减小度减小，故动能增大故动能增大，重力势能减小重力势能减小 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 1含义含义 在只有重力或弹力做功的物体系统内在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以动能与势能可以_， 而总的机械能而总的机械能_. 2守恒定
6、律表达式守恒定律表达式 (1)Ek2Ek1_， 即即Ek_. 机械能守恒定律机械能守恒定律 互相转化互相转化 保持不变保持不变 Ep1Ep2 Ep 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 (2)Ek2Ep2_. (3)E2_. 3守恒条件守恒条件 只有只有_做功做功 Ek1Ep1 E1 重力或系统内弹力重力或系统内弹力 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课
7、堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 下列运动过程中下列运动过程中，机械能守恒的是机械能守恒的是 ( ) A热气球缓缓升空热气球缓缓升空 B树叶从枝头飘落树叶从枝头飘落 C掷出的铅球在空中运动掷出的铅球在空中运动 D跳水运动员在水中下沉跳水运动员在水中下沉 【答案答案】C 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 【解析解析】热气球缓缓升空过程中热气球缓缓升空过程中，空气的浮力做功空气的浮力做功，机械能不守恒机械能不守恒， A错误；树叶从枝头飘落错误；树
8、叶从枝头飘落，所受的空气阻力不能忽略所受的空气阻力不能忽略，空气阻力做负功空气阻力做负功， 其机械能不守恒其机械能不守恒，B错误；掷出的铅球在空中运动时错误；掷出的铅球在空中运动时，所受空气的阻力所受空气的阻力 对其运动的影响可以忽略对其运动的影响可以忽略，只有重力做功只有重力做功，其机械能守恒其机械能守恒，C正确；跳正确；跳 水运动员在水中下沉时水运动员在水中下沉时，所受水的浮力和阻力做负功所受水的浮力和阻力做负功，其机械能不守恒其机械能不守恒， D错误错误. 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习
9、多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 多维课堂 | 素养初培 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 如图如图，用细线拴着的小球在竖直面内摆动用细线拴着的小球在竖直面内摆动探究以下问题：探究以下问题： 机械能守恒的条件机械能守恒的条件 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 问题问题 (1)小球的受力情况如何
10、小球的受力情况如何？ (2)各力做功情况如何各力做功情况如何？小球的动能和势能如何变化小球的动能和势能如何变化？ (3)这个实验说明了什么问题这个实验说明了什么问题？ 【答案答案】(1)小球在摆动过程中受重力和线的拉力作用小球在摆动过程中受重力和线的拉力作用 (2)拉力和速度方向总是保持垂直拉力和速度方向总是保持垂直，对小球不做功对小球不做功，只有重力对小球只有重力对小球 做功做功小球在摆动过程中重力势能和动能在不断相互转化小球在摆动过程中重力势能和动能在不断相互转化 (3)在摆动过程中在摆动过程中，小球总能回到原来的高度小球总能回到原来的高度，可见可见，重力势能和动重力势能和动 能的总和不变
11、能的总和不变 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 探究总结探究总结 机械能守恒的四种情况机械能守恒的四种情况 1物体只受重力物体只受重力，只发生动能和重力势能的相互转化只发生动能和重力势能的相互转化，如自由落如自由落 体运动体运动、抛体运动等抛体运动等 2只有弹力做功只有弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化只发生动能和弹性势能的相互转化如在光滑如在光滑 水平面上运动的物体碰到一个弹簧水平面上运动的物体碰到一个弹簧，和弹簧相互作用的过程中和弹簧相互作
12、用的过程中，对物体对物体 和弹簧组成的系统来说和弹簧组成的系统来说，机械能守恒机械能守恒 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 3物体既受重力物体既受重力，又受弹力又受弹力，重力和弹力都做功重力和弹力都做功，发生动能发生动能、弹弹 性势能性势能、重力势能的相互转化重力势能的相互转化，如自由下落的物体落到竖直的弹簧上和如自由下落的物体落到竖直的弹簧上和 弹簧相互作用的过程中弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守
13、恒机械能守恒 4除受重力或弹力外除受重力或弹力外，还受其他力还受其他力，但其他力不做功但其他力不做功，或其他力或其他力 做功的代数和为零做功的代数和为零如物体在沿斜面的拉力如物体在沿斜面的拉力F的作用下沿斜面向下运动的作用下沿斜面向下运动， 若拉力的大小与摩擦力的大小相等若拉力的大小与摩擦力的大小相等，则在此运动过程中则在此运动过程中，其机械能守其机械能守 恒恒 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 精练精练1 (多选多选)如图所示如图所示，下列关于机械
14、能是否守恒的判断正确的是下列关于机械能是否守恒的判断正确的是 ( ) A图甲中图甲中，物体物体A将弹簧压缩的过程中将弹簧压缩的过程中，物体物体A的机械能守恒的机械能守恒 B图乙中图乙中，物体物体B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时， 机械能守恒机械能守恒 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 C图丙中图丙中，不计任何阻力时不计任何阻力时A加速下落加速下落、B加速上升的过程中加速上升的过程中，A、 B组成的系统
15、机械能守恒组成的系统机械能守恒 D图丁中图丁中，小球由水平位置小球由水平位置A处静止释放处静止释放，运动到运动到B处的过程中处的过程中， 机械能守恒机械能守恒 【答案答案】BCD 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 【解析解析】图甲中重力和弹力做功图甲中重力和弹力做功，物体物体A和弹簧组成的系统机械能和弹簧组成的系统机械能 守恒守恒，但但A机械能不守恒机械能不守恒，故故A错误；图乙中物体错误；图乙中物体B除受重力外除受重力外，还受支还受支 持力持力、拉
16、力拉力、摩擦力摩擦力，但当拉力与摩擦力相等时但当拉力与摩擦力相等时，除重力之外的三个力除重力之外的三个力 做功的代数和为零做功的代数和为零，故故B机械能守恒机械能守恒，故故B正确；图丙中绳子的张力对正确；图丙中绳子的张力对A 做负功做负功，对对B做正功做正功，两者代数和为零两者代数和为零，又不计任何阻力又不计任何阻力，故故A、B组成组成 的系统机械能守恒的系统机械能守恒，故故C正确；图丁中只有小球的重力做功正确；图丁中只有小球的重力做功，故机械能故机械能 守恒守恒，故故D正确正确 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成
17、 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 变式变式1 关于机械能关于机械能，下列说法正确的是下列说法正确的是 ( ) A机械能守恒时机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用物体一定只受重力和弹力作用 B物体处于平衡状态时物体处于平衡状态时，机械能必守恒机械能必守恒 C一个系统所受外力为零时一个系统所受外力为零时，系统机械能守恒系统机械能守恒 D物体所受的合外力不等于零物体所受的合外力不等于零，其机械能也可以守恒其机械能也可以守恒 【答案答案】D 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升
18、练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 【解析解析】物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，物体物体 除了受重力和弹力的作用除了受重力和弹力的作用，还有可能受其他力的作用还有可能受其他力的作用，但是其他力做功但是其他力做功 为零为零，故故A错误；物体处于平衡状态时错误；物体处于平衡状态时，所受的合力为零所受的合力为零，机械能不一机械能不一 定守恒定守恒，例如物体匀速上升例如物体匀速上升，动能不变动能不变，重力势能增大重力势能增大，故故B、C错误；错误； 物体所受合外力不等于零时物体所受合外力不等于零时，机械能可能守恒机械能可能守恒
19、，例如自由下落的物体例如自由下落的物体， D正确正确. 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 (1)系统机械能守恒系统机械能守恒，系统中单个物体机械能不一定守恒系统中单个物体机械能不一定守恒 (2)有摩擦力做功有摩擦力做功，但还有其他力做功来抵消摩擦力做的功但还有其他力做功来抵消摩擦力做的功，机械能机械能 仍然守恒仍然守恒 (3)系统中有内力做功系统中有内力做功，但内力做功的代数和为零但内力做功的代数和为零，则机械能守恒则机械能守恒 (4)物体除受重力外
20、还受其他力物体除受重力外还受其他力，但其他力不做功但其他力不做功，则机械能守恒则机械能守恒 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 如图所示如图所示，光滑轨道顶端高为光滑轨道顶端高为h，底端通过小段圆弧与半径为底端通过小段圆弧与半径为R的光的光 滑圆形轨道连接滑圆形轨道连接，整个轨道和斜面都在竖直平面内整个轨道和斜面都在竖直平面内一个小球从顶端一个小球从顶端A 处由静止释放处由静止释放 机械能守恒定律的应用机械能守恒定律的应用 第八章 机械能守恒定律 物理
21、物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 问题问题 (1)小球从小球从A点运动到点运动到B点的过程中点的过程中，机械能是否守恒机械能是否守恒？ (2)若小球能够到达若小球能够到达B点点，则到达则到达B点的动能是多少点的动能是多少？ (3)若小球能恰好通过若小球能恰好通过B点，则点，则h和和R是什么关系？是什么关系？ 【答案】【答案】(1)由于轨道光滑，小球运动过程中只有重力做功，所以机由于轨道光滑，小球运动过程中只有重力做功，所以机 械能守恒械能守恒 (2)根据机械能守恒定律，得根据机
22、械能守恒定律，得 mg 2REkmgh， 故故 Ekmgh2mgRmg(h2R) 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 (3)小球恰好通过小球恰好通过 B 点的条件是点的条件是 mgmv 2 R ，再根据机械能守恒定律，再根据机械能守恒定律 mg 2R1 2mv 2 mgh， 故故 h5 2R. 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习
23、导学 | 新知领悟 探究总结探究总结 机械能守恒定律与动能定理的比较机械能守恒定律与动能定理的比较 比较项比较项 机械能守恒定律机械能守恒定律 动能定理动能定理 表达式表达式 E1E2，EkEp， EAEB WEk 使用范围使用范围 只有重力或弹力做功只有重力或弹力做功 无条件限制无条件限制 研究对象研究对象 物体与地球组成的系统物体与地球组成的系统 单个物体或可看成单个物 单个物体或可看成单个物 体的系统体的系统 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟
24、比较项比较项 机械能守恒定律机械能守恒定律 动能定理动能定理 物理意义物理意义 重力或弹力做功的过程重力或弹力做功的过程 是动能与势能相互转化是动能与势能相互转化 的过程的过程 合外力对物体做的功等于合外力对物体做的功等于 动能变化的量度动能变化的量度 应用角度应用角度 守恒条件及初末状态机守恒条件及初末状态机 械能的形式和大小械能的形式和大小 动能的变化及合外力做功动能的变化及合外力做功 情况情况 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 比较项比较项 机
25、械能守恒定律机械能守恒定律 动能定理动能定理 选用原则选用原则 1.无论直线运动还是曲线运动，条件合适时，两规律无论直线运动还是曲线运动，条件合适时，两规律 都可以应用，都要考虑初、末状态，都不需要考虑所都可以应用，都要考虑初、末状态，都不需要考虑所 经历过程中的细节经历过程中的细节 2能用机械能守恒定律解决的问题一般都能用动能能用机械能守恒定律解决的问题一般都能用动能 定理解决；能用动能定理解决的问题不一定能用机械定理解决；能用动能定理解决的问题不一定能用机械 能守恒定律解决能守恒定律解决 3动能定理比机械能守恒定律应用更广泛、更普遍动能定理比机械能守恒定律应用更广泛、更普遍 第八章 机械能
26、守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 比较项比较项 机械能守恒定律机械能守恒定律 动能定理动能定理 思想方法思想方法 机械能守恒定律和动能定理都是从做功和能量转化的角机械能守恒定律和动能定理都是从做功和能量转化的角 度，研究物体在力的作用下状态的变化，中间过程都有度，研究物体在力的作用下状态的变化，中间过程都有 力做功，列式时都要找两个状态，所列方程都用标量的力做功，列式时都要找两个状态，所列方程都用标量的 形式表达形式表达 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修
27、 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 精练精练2 如图所示如图所示，斜面轨道斜面轨道AB与水平面之间的夹角与水平面之间的夹角53，BD 为一段半径为一段半径R4 m的圆弧形轨道的圆弧形轨道，且且B点与点与D点在同一水平面上点在同一水平面上在在B 点点，斜面轨道斜面轨道AB与圆弧形轨道与圆弧形轨道BD相切相切，整个轨道处于竖直平面内且处整个轨道处于竖直平面内且处 处光滑处光滑 在在A点处有一质量点处有一质量m1 kg的小球由静的小球由静 止滑下止滑下，经过经过B、C两点后从两点后从D点斜抛出去点斜
28、抛出去， 最后落在地面上的最后落在地面上的S点时的速度大小点时的速度大小vS8 m/s.已知已知A点距地面的高度点距地面的高度H10 m，B点距点距 地面的高度地面的高度h5 m设以设以MDN为分界线为分界线， 其左侧为一有阻力区域其左侧为一有阻力区域，右侧为无阻力区域右侧为无阻力区域， g取取10 m/s2，cos 530.6.求：求： 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 (1)小球经过小球经过B点时的速度大小；点时的速度大小； (2)小球经过圆弧轨
29、道最低处小球经过圆弧轨道最低处C点时对轨道的压力大小；点时对轨道的压力大小； (3)小球从小球从D点到点到S点的过程中阻力所做的功点的过程中阻力所做的功 【答案答案】(1)10 m/s (2)43 N (3)68 J 【解析】【解析】(1)设小球经过设小球经过 B 点时的速度大小为点时的速度大小为 vB， 由机械能守恒定律，由机械能守恒定律，得得 mg(Hh)1 2mv 2 B. 解得解得 vB 2g Hh ，代入数据，解得，代入数据，解得 vB10 m/s. 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多
30、维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 (2)设小球经过设小球经过 C 点时的速度大小为点时的速度大小为 vC.轨道对小球的支持力为轨道对小球的支持力为 FN. 根据牛顿第二定律，得根据牛顿第二定律，得 FNmgmv 2 C R . 从从 B 到到 C，由机械能守恒定律，得，由机械能守恒定律，得 mgR(1cos 53 )1 2mv 2 C 1 2mv 2 B， ， 解得解得 FN43 N. 由牛顿第三定律，得小球对轨道的压力由牛顿第三定律，得小球对轨道的压力 FNFN43 N. 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素
31、养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 (3)小球由小球由 B 点到点到 D 点过程，由机械能守恒定律知点过程，由机械能守恒定律知 vDvB. 设小球从设小球从 D 点到点到 S 点的过程中阻力所做的功为点的过程中阻力所做的功为 W， 由动能定理，得由动能定理，得 mghW1 2mv 2 S 1 2mv 2 D. 解得解得 W68 J 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 变式变式2 如图所示如图所示，将一质量为将一质量为
32、m0.1 kg的小球自水平平台右端的小球自水平平台右端O 点以初速度点以初速度v0水平抛出水平抛出，小球飞离平台后由小球飞离平台后由A点沿切线落入竖直光滑圆点沿切线落入竖直光滑圆 轨道轨道ABC，并沿轨道恰好通过最高点并沿轨道恰好通过最高点C，圆轨道圆轨道ABC的形状为半径的形状为半径R 2.5 m的圆截去了左上角的圆截去了左上角127的圆弧的圆弧，CB为其竖直直径为其竖直直径(sin 530.8, cos 530.6，重力加速度重力加速度g取取10 m/s2)求：求： 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提
33、升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 (1) 小球经过小球经过C点的速度大小；点的速度大小； (2) 小球运动到轨道最低点小球运动到轨道最低点B时对轨道的压力大小；时对轨道的压力大小； (3) 平台末端平台末端O点到点到A点的竖直高度点的竖直高度H. 【答案答案】(1)5 m/s (2)6.0 N (3)3.36 m 【解析】【解析】(1)恰好运动到恰好运动到 C 点，有重力提供向心力，点，有重力提供向心力， 即即 mgmv 2 C R ， vC gR5 m/s. 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达
34、成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 (2)从从 B 点到点到 C 点，由机械能守恒定律，有点，由机械能守恒定律，有 1 2mv 2 C mg 2R1 2mv 2 B. 在在 B 点对小球进行受力分析，由牛顿第二定律，有点对小球进行受力分析，由牛顿第二定律，有 FNmgmv 2 B R . FN6.0 N. 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 (3)从从 A 到到 B，由机械能守恒定律，有，由机械能守恒定律，有 1 2mv
35、 2 A mgR(1cos 53 )1 2mv 2 B. 所以所以 vA 105 m/s. 对小球在对小球在 A 点的速度分解，得点的速度分解，得 vyvAsin 53 . 所以所以 H v2 y 2g 3.36 m. 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 (1)从从A运动到运动到D的过程中小球的机械能守恒；的过程中小球的机械能守恒； (2)小球在小球在C点受到的重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力；点受到的重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力； (
36、3)从从D点到点到S点的过程中小球的机械能不守恒点的过程中小球的机械能不守恒，可以应用动能定理可以应用动能定理 将重力的功将重力的功、阻力所做的功与动能的变化联系起来阻力所做的功与动能的变化联系起来. 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 核心素养微专题 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 科学思维科学思维多物体
37、系统机械能守恒问题多物体系统机械能守恒问题 对于存在相互作用的多个物体组成的系统而言对于存在相互作用的多个物体组成的系统而言，由于有内力做功由于有内力做功， 单个物体的机械能往往不守恒单个物体的机械能往往不守恒，因此首先要判断哪个系统的机械能守恒因此首先要判断哪个系统的机械能守恒， 然后合理选取系统然后合理选取系统，再利用机械能守恒定律列式求解再利用机械能守恒定律列式求解一般来说：一般来说： (1)当只有重力做功时当只有重力做功时，可选取一个物体可选取一个物体(其实是物体与地球构成的其实是物体与地球构成的 系统系统)作为研究对象；作为研究对象； (2)当物体之间有弹力做功时当物体之间有弹力做功
38、时，必须将这几个物体构成的系统作为研必须将这几个物体构成的系统作为研 究对象究对象(使这些弹力成为系统内力使这些弹力成为系统内力) 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 专练专练 如图所示如图所示，在竖直方向上在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为两物体通过劲度系数为k的轻的轻 质弹簧相连质弹簧相连，A放在水平地面上；放在水平地面上；B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮两物体通过细绳绕过轻质定滑轮 相连相连，C放在固定的光滑斜面上放在固定的光滑斜面上，用手
39、拿住用手拿住C，使细线刚刚拉直但无拉使细线刚刚拉直但无拉 力作用力作用，并保证并保证ab段的细线竖直段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行段的细线与斜面平行已知已知A、B 的质量均为的质量均为m，C的质量为的质量为4m，重力加速度为重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦细线与滑轮之间的摩擦 不计不计，开始时整个系统处于静止状态开始时整个系统处于静止状态，释放释放C后它沿斜面下滑后它沿斜面下滑，A刚离刚离 开地面时开地面时，B获得最大速度获得最大速度，求：求： 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂
40、 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 (1)斜面倾角斜面倾角； (2)B获得的最大速度获得的最大速度v. 【答案】【答案】(1)30 (2)2g m 5k 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 【解析解析】(1)当物体当物体A刚刚离开地面时刚刚离开地面时，弹簧的伸长量记为弹簧的伸长量记为xA.对对A有：有： kxAmg. 此时此时B受到重力受到重力mg、弹簧的弹力弹簧的弹力kxA、细线拉力细线拉力FT三个力的作三个力的作 用用设设B的加速度为的加速度为
41、a，根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律， 对对B有：有：FTmgkxAma， 对对C有：有：4mgsin FT4ma. 当当B获得最大速度时获得最大速度时，有有a0. 由此解得由此解得sin 0.5，所以所以30. 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 (2)开始时弹簧压缩的长度记为开始时弹簧压缩的长度记为 xB，则，则 xBmg k ，显然，显然 xAxB.当物体当物体 A 刚离开地面时，刚离开地面时，B 上升的距离以及上升的距离以及 C 沿斜面下滑的距
42、离为沿斜面下滑的距离为 xAxB.由由 于于 xAxB，则弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，且物体，则弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，且物体 A 刚刚离开地面时，刚刚离开地面时，B、C 两物体的速度相等，均为两物体的速度相等，均为 v，由机械能守恒，由机械能守恒 定律，得定律，得 4mg(xAxB)sin mg(xAxB)1 2(4m m)v2. 解得解得 v2g m 5k. 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 课堂小练 | 素养
43、达成 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 1下列物体的运动过程下列物体的运动过程，满足机械能守恒的是满足机械能守恒的是 ( ) A火箭加速上升火箭加速上升 B潜水运动员在水中匀速下落潜水运动员在水中匀速下落 C物体从空中自由下落物体从空中自由下落(不计空气阻力不计空气阻力) D游客在摩天轮中随摩天轮在竖直面内匀速转动游客在摩天轮中随摩天轮在竖直面内匀速转动 【答案答案】C 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心
44、素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 【解析解析】火箭加速上升时火箭加速上升时，动能增大动能增大，重力势能增大重力势能增大，故机械能增故机械能增 大大，故故A错误；潜水运动员在水中匀速下落错误；潜水运动员在水中匀速下落，动能不变动能不变，重力势能减小重力势能减小， 故总机械能减小故总机械能减小，故故B错误；物体从空中自由下落错误；物体从空中自由下落(不计空气阻力不计空气阻力)时只时只 有重力做功有重力做功，机械能守恒机械能守恒，故故C正确；游客在摩天轮中随摩天轮在竖直正确；游客在摩天轮中随摩天轮在竖直 面内匀速转动时面内匀速转动时，
45、动能不变动能不变，重力势能改变重力势能改变，则机械能不守恒则机械能不守恒，故故D错错 误误 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 2如图所示如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在在 弹簧压缩到最短的整个过程中弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述正确的是下列关于能量的叙述正确的是 ( ) A重力势能和动能之和总保持不变重力势能和动能之和总保持不变 B重力势能和弹性势能之和总保持不变重力势能和弹性势能之和
46、总保持不变 C动能和弹性势能之和总保持不变动能和弹性势能之和总保持不变 D重力势能重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变弹性势能和动能之和总保持不变 【答案答案】D 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 【解析解析】小球下落过程中受到的重力做正功小球下落过程中受到的重力做正功，弹力做负功弹力做负功，重力势重力势 能能、弹性势能及动能都要发生变化弹性势能及动能都要发生变化，任意两种能量之和都不会保持不变任意两种能量之和都不会保持不变， 但三种能量有相互转化
47、但三种能量有相互转化，总和不变总和不变，故故D正确正确 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 3将苹果竖直向上抛出将苹果竖直向上抛出，离开手后竖直向上运动离开手后竖直向上运动，又落回同一位又落回同一位 置置忽略空气阻力忽略空气阻力，某同学用速度某同学用速度v、机械能机械能E分别描述这一过程分别描述这一过程，正确正确 的是的是 ( ) A B C D 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 |
48、素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 【答案答案】B 【解析解析】苹果先向上减速到零后苹果先向上减速到零后，向下加速向下加速，速度方向发生变化速度方向发生变化， 故故A错误错误，B正确；正确； 忽略空气阻力忽略空气阻力，整个过程只有重力做功整个过程只有重力做功，机械能守机械能守 恒恒，故故C、D错误错误 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 4在距地面高度为在距地面高度为H的位置斜向上抛出一个质量为的位置斜向上抛出一个
49、质量为m的小球的小球，小球小球 到达最高点时的速度大小为到达最高点时的速度大小为v1，小球落地时的速度大小为小球落地时的速度大小为v2.忽略空气阻忽略空气阻 力力，则小球抛出时的动能为则小球抛出时的动能为 ( ) A.1 2mv 2 2 mgH B.1 2mv 2 1 C.1 2mv 2 2 1 2mv 2 1 D.1 2mv 2 1 mgH 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 【答案答案】A 【解析】【解析】小球不受空气阻力，则小球在运动中机械能守恒；则对抛小球不受空气阻力，则小球在运动中机械能守恒；则对抛 出到落地点分析可知出到落地点分析可知 mgH1 2mv 2 2 1 2mv 2 0，故抛出点的动能为 ，故抛出点的动能为1 2mv 2 2 mgH，故，故 A 正确正确. 第八章 机械能守恒定律 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人
