高考物理 主题二 机械能及其守恒定律 2.4 机械能守恒定律学案 粤教版-粤教版高三全册物理学案

2.4 机械能守恒定律学习目标核心提炼1.知道什么是机械能，理解物体动能和势能的相互转化。1 个概念——机械能1 个定律——机械能守恒定律1 个条件——机械能守恒定律的条件1 个应用——应用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题2.理解机械能守恒定律的内容和守恒条件。3.能用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。[观图助学]如图是摆动着的小球，不计空气阻力，试问：小球在摆动过程中是什么能与什么能的转化从左、右两边摆动的最高点可以发现这两种能的总和有什么规律？向上摆动的过程呢？1.动能与势能的相互转化(1)动能与重力势能间的转化：只有重力做功时，若重力做正功，则重力势能转化为动能；若重力做负功，则动能转化为重力势能。(2)动能与弹性势能间的转化：只有弹力做功时，若弹力做正功，则弹性势能转化为动能；若弹力做负功，则动能转化为弹性势能。2.机械能(1)定义：动能和势能(包括重力势能和弹性势能)的统称，表达式为 E＝Ek＋Ep。(2)机械能是状态量，是标量，没有方向但有正负之分。3.机械能守恒定律(1)内容：在只有重力做功的情形下，物体的动能与重力势能发生相互转化，而机械能的总量保持不变。(2)守恒定律表达式Ek2＋Ep2＝Ek1＋ E p1，即 E2＝E1。[理解概念]判断下列说法是否正确。(1)只有重力做功时，重力势能只能与动能相互转化。(√)(2)机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用。(×)(3)合力为零，物体的机械能一定守恒。(×)(4)合力做功为零，物体的机械能保持不变。(×)(5)只有重力做功时，物体的机械能一定守恒。(√) 机械能守恒条件的理解[观察探究]如图 1 所示，过山车由高处在关闭发动机的情况下飞奔而下。图 1(1)过山车受哪些力作用？各做什么功？(2)过山车下滑时，动能和势能怎么变化？两种能的和不变吗？(3)若忽略过山车的摩擦力和空气阻力，过山车下滑时机械能守恒吗？答案 (1)重力、支持力、摩擦力和空气阻力。重力做正功，支持力不做功，摩擦力和空气阻力做负功。(2)动能增加、势能减小，因为摩擦阻力和空气阻力做负功，所以动能和势能的和变小。(3)守恒。[探究归纳]机械能守恒条件的理解1.从能量特点看：系统内部只发生动能和势能的相互转化，无其他形式能量(如内能)之间转化，系统机械能守恒。2.从做功角度来看：只有重力做功或系统弹力做功，系统机械能守恒，具体表现为：(1)物体只受重力或系统内弹力作用；(2)除重力和系统内弹力外，其他力不做功；(3)除重力和系统内弹力外，其...