《機(jī)械能守恒定律》(2)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能掌握功和功率的基本概念過(guò)程與方法通過(guò)生活中的實(shí)例分析，學(xué)會(huì)基本的解題方法和思路情感、態(tài)度與價(jià)值觀培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，養(yǎng)成正確的解題思路。教學(xué)重難點(diǎn)1.功和功率內(nèi)涵和外延的把握2.有關(guān)功和功率等問(wèn)題的釋疑3.功和功率知識(shí)的靈活運(yùn)用教學(xué)課時(shí)數(shù)1課時(shí)教學(xué)過(guò)程【預(yù)習(xí)內(nèi)容】1.重力勢(shì)能：物體由于受到重力而具有的跟物體和地球的有關(guān)的能量，叫做重力勢(shì)能。表達(dá)式：EP=單位：符號(hào)：重力勢(shì)能是(標(biāo)、矢)量。選不同的，物體的重力勢(shì)能的數(shù)值是不同的。2.重力做正功時(shí)，重力勢(shì)能，的重力勢(shì)能等于，克服重力做功（重力做負(fù)功）時(shí)，重力勢(shì)能，的重力勢(shì)能等于。重力所做的功只跟初位置的和末位置的有關(guān)，跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑。3.彈性勢(shì)能：物體由于彈性形變而具有的與它的有關(guān)的勢(shì)能，叫彈性勢(shì)能。物體的彈性形變量越大，彈性勢(shì)能越。4.機(jī)械能：和統(tǒng)稱機(jī)械能，即E=。5.機(jī)械能守恒定律在只有做功的情形下，物體的和發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總量，這就是機(jī)械能守恒定律。機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式為：。在只有彈力做功情形下，物體的和相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總量，即機(jī)械能守恒。6.應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的解題思路（1）確定研究系統(tǒng)（通常是物體和地球、彈簧等）和所研究的過(guò)程。（2）進(jìn)行受力分析，確認(rèn)是否滿足守恒的條件。（3）選擇零勢(shì)能參考面（點(diǎn)）。（4）確定初、末狀態(tài)的動(dòng)能和勢(shì)能。（5）根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程求解。7、應(yīng)用機(jī)械能守恒定律應(yīng)該注意（1）必須準(zhǔn)確地選擇系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上分析內(nèi)力和外力的做功情況；（2）必須由守恒條件判斷系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒；（3）必須準(zhǔn)確地選擇過(guò)程，確定初、末狀態(tài)；（4）寫(xiě)守恒等式時(shí)應(yīng)注意狀態(tài)的同一性。【典型例題】題型1單個(gè)物體的機(jī)械能守恒問(wèn)題HvHv0hB(嘗試分別用動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律列式求解)【例2】長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩一端固定在O點(diǎn),另一端拴一個(gè)小球,把繩拉成水平伸直,由靜止釋放小球,繩轉(zhuǎn)過(guò)角時(shí),碰到A點(diǎn)的固定長(zhǎng)釘,小球?qū)⒁訟為圓心繼續(xù)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示,求若要使小球能經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)B,OA之間的距離d應(yīng)滿足的條件.題型2系統(tǒng)的機(jī)械能守恒問(wèn)題【例3】如圖所示，輕質(zhì)彈簧豎直放置在水平地面上，它的正上方有一金屬塊從高處自由下落，從金屬塊自由下落到第一次速度為零的過(guò)程中（）A.重力先做正功，后做負(fù)功B.彈力沒(méi)有做正功C.金屬塊的動(dòng)能最大時(shí)，彈力與重力相平衡D.金屬塊的動(dòng)能為零時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大【例4】一個(gè)質(zhì)量m=kg的小球系于輕質(zhì)彈簧的一端,且套在光滑豎立的圓環(huán)上,彈簧的另一端固定于環(huán)的最高點(diǎn)A,環(huán)的半徑R=m,彈簧的原長(zhǎng)L0=m,如圖所示.若小球從圖中所示位置B點(diǎn)由靜止開(kāi)始滑動(dòng)到最低點(diǎn)C時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能Ep=J.(g=10m/s2).求:(1)小球到C點(diǎn)時(shí)的速度vC的大小.(2)若彈簧的勁度系數(shù)為N/m,小球在C點(diǎn)時(shí)對(duì)環(huán)的作用力的大小和方向.【例5】如圖所示,一固定的楔形木塊,其斜面的傾角=30°,另一邊與地面垂直,頂上有一定滑輪.一柔軟的細(xì)線跨過(guò)定滑輪,兩端分別與物塊A、B連接,A的質(zhì)量為4m,B的質(zhì)量為m,開(kāi)始時(shí)將B按在地面上不動(dòng),然后放開(kāi)手,讓A沿斜面下滑而B(niǎo)上升.物塊A與斜面間無(wú)摩擦.設(shè)當(dāng)A沿斜面下滑距離l后,細(xì)繩突然斷了,求物塊B上升的最大距離H.題型3情景建?！纠?】如圖是放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置,滑軌由四部分粗細(xì)均勻的金屬桿組成:水平直軌AB,半徑分別為R1=m和R2=m的弧形軌道,傾斜直軌CD長(zhǎng)為L(zhǎng)=6m,AB、CD與兩圓形軌道相切,其中傾斜直軌CD部分表面粗糙,動(dòng)摩擦因數(shù)為,其余各部分表面光滑.一質(zhì)量為m=2kg的滑環(huán)(套在滑軌上),從AB的中點(diǎn)E處以v0=10m/s的初速度水平向右運(yùn)動(dòng).已知=37°(g取10m/s2)求:(1)滑環(huán)第一次通過(guò)O2的最低點(diǎn)F處時(shí)對(duì)軌道的壓力.(2)滑環(huán)通過(guò)O1最高點(diǎn)A的次數(shù).(3)滑環(huán)克服摩擦力做功所通過(guò)的總路程.【鞏固與提高】1.下列幾種情況,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒的是()A.圖(a)中一顆彈丸在光滑的碗內(nèi)做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)B.圖(b)中運(yùn)動(dòng)員在蹦床上越跳越高C.圖(c)中小車上放一木塊,小車的左側(cè)有彈簧與墻壁相連.小車在左右振動(dòng)時(shí),木塊相對(duì)于小車無(wú)滑動(dòng)(車輪與地面摩擦不計(jì))D.圖(c)中如果小車振動(dòng)時(shí),木塊相對(duì)小車有滑動(dòng)2.（2022?黃岡模擬）半徑為R的圓桶固定在小車上,有一光滑小球靜止在圓桶的最低點(diǎn),如圖所示.小車以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng).當(dāng)小車遇到障礙物突然停止,小球在圓桶中上升的高度可能為（）A.等于SKIPIF1<0B.大于SKIPIF1<0C.小于SKIPIF1<0D.等于2R3.如圖所示,細(xì)繩跨過(guò)定滑輪懸掛兩物體M和m,且M>m,不計(jì)摩擦,系統(tǒng)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()、m各自的機(jī)械能分別守恒減少的機(jī)械能等于m增加的機(jī)械能減少的重力勢(shì)能等于m增加的重力勢(shì)能和m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒4.下列四個(gè)選項(xiàng)的圖中,木塊均在固定的斜面上運(yùn)動(dòng),其中圖A、B、C中斜面是光滑的,圖D中的斜面是粗糙的,圖A、B中的F為木塊所受的外力,方向如圖中箭頭所示,圖A、B、D中的木塊向下運(yùn)動(dòng),圖C中的木塊向上運(yùn)動(dòng).在這四個(gè)圖所示的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒的是()5.在一種叫做“蹦極跳”的運(yùn)動(dòng)中,質(zhì)量為m的游戲者身系一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、彈性優(yōu)良的輕質(zhì)柔軟橡皮繩,從高處由靜止開(kāi)始下落時(shí)到達(dá)最低點(diǎn),若在下落過(guò)程中不計(jì)空氣阻力,則從橡皮繩開(kāi)始拉緊,到游戲者到達(dá)最低點(diǎn)的過(guò)程中,以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.速度先增大后減小B.加速度先減小后增大C.動(dòng)能增加了mgLD.重力勢(shì)能減少了SKIPIF1<0mgL6.(2022?濟(jì)寧統(tǒng)考)一塊質(zhì)量為m的木塊放在地面上,用一根彈簧連著木塊,如圖所示,用恒力F拉彈簧,使木塊離開(kāi)地面,如果力F的作用點(diǎn)向上移動(dòng)的距離為h,則()A.木塊的重力勢(shì)能增加了mghB.木塊的機(jī)械能增加了FhC.拉力所做的功為FhD.木塊的動(dòng)能增加了Fh7.(2022?上海?8)物體做自由落體,Ek代表動(dòng)能,Ep代表勢(shì)能,h代表下落的距離,以水平地面為零勢(shì)能面,下列所示圖象中,能正確反映各物理量之間關(guān)系的是()8.(2022?全國(guó)Ⅱ?18)如圖所示,一很長(zhǎng)的、不可伸長(zhǎng)的柔軟輕繩跨過(guò)光滑定滑輪,繩兩端各系一小球a和球質(zhì)量為m,靜置于地面;b球質(zhì)量為3m,用手托住,高度為h,此時(shí)輕繩剛好拉緊.從靜止開(kāi)始釋放b后,a可能達(dá)到的最大高度為()上海)．小球由地面豎直上拋，w上升的最大高度為H，設(shè)所受阻力大小恒定，地面為零勢(shì)能面。在上升至離地高度h處，小球的動(dòng)能是勢(shì)能的兩倍，在下落至離高度h處，小球的勢(shì)能是動(dòng)能的兩倍，則h等于（）9 9 9 910.如圖所示,位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道,由一段斜的直軌道和與之相切的圓形軌道連接而成,圓形軌道的半徑為R.一質(zhì)量為m的小物塊從斜軌道上某處由靜止開(kāi)始下滑,然后沿圓形軌道運(yùn)動(dòng).要求物塊能通過(guò)圓形軌道最高點(diǎn),且在該最高點(diǎn)與軌道間的壓力不能超過(guò)5mg(g為重力加速度).求物塊初始位置相對(duì)于圓形軌道底部的高度h的取值范圍.rArABCv0R（1）若要小球能從C端出來(lái)，初速度v0多大？（2）在小球從C端出來(lái)的瞬間，對(duì)管壁的壓力有哪幾種典型情況，初速度各應(yīng)滿足什么條件？12.某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車比賽。比賽路徑如圖所示，賽車從起點(diǎn)A出發(fā)，沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)L后，由B點(diǎn)進(jìn)入半徑為R的光滑豎直圓軌道，離開(kāi)豎直圓軌道后繼續(xù)在光滑平直軌道上運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，并能越過(guò)壕溝。已知賽車質(zhì)量m=，通電后以額定功率P=工作，進(jìn)入豎直軌道前受到阻力恒為，隨后在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力均可不記。圖中L=，R=，h=，S=。問(wèn)：要使賽車完成比賽，電動(dòng)機(jī)至少工作多長(zhǎng)時(shí)間？（取g=10m/s2）參考答案聯(lián)立得入射速度