【课件】机械能守恒定律课件高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.pptx

引入新课：【情境思考】用细绳把大钢球吊在高处,并把大钢球拉到鼻子尖前释放,保持头的位置不动,大钢球摆回来时,会打到鼻子吗?8.4 机械能守恒定律机械能守恒定律 【学习目标】【学习目标】1、物理观念：知道机械能概念和表达式，理解机械、物理观念：知道机械能概念和表达式，理解机械 能守恒定律的内容，表达式和条件。能守恒定律的内容，表达式和条件。2、经历科学探究的过程，学会科学探究的方法：观、经历科学探究的过程，学会科学探究的方法：观 察现象、提出问题、猜想假设、理论分析验证、得察现象、提出问题、猜想假设、理论分析验证、得 出结论、推广应用。出结论、推广应用。3、了解人们追寻守恒量和建立能量概念的漫长过程，了解人们追寻守恒量和建立能量概念的漫长过程，学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析解决实际问题解决实际问题。演示实验演示实验1：追寻守恒量追寻守恒量演示实验演示实验2：在这两个过程中有什么量保持不变？存在什么相同的规律？在这两个过程中有什么量保持不变？存在什么相同的规律？一、观察实验现象，提出问题一、观察实验现象，提出问题：如果没有空气阻力和摩擦力，小球必将准确的终止于它开始运如果没有空气阻力和摩擦力，小球必将准确的终止于它开始运动时的高度，不会更高一点，也不会更低一点动时的高度，不会更高一点，也不会更低一点如果没有空气阻力和摩擦力，小滑块好像能记住它的初始位置如果没有空气阻力和摩擦力，小滑块好像能记住它的初始位置似的，小滑块速度减到零所到达的位置，既不会比似的，小滑块速度减到零所到达的位置，既不会比A(B)点更远，点更远，也不会比也不会比A(B)点更近点更近光滑斜面，小球运动过程中（下滑和上滑），涉及哪些能量？这些能量怎么变？猜想一下有哪个量是不变的？二、猜想假设二、猜想假设猜想：小球的重力势能与动能之和保持不变重力势能重力势能（EP），动能动能（EK），下滑过程动能增加，重力势能减少，重力势能转化为动能。下滑过程动能增加，重力势能减少，重力势能转化为动能。上滑过程动能减少，重力势能增加，动能转化为重力势能上滑过程动能减少，重力势能增加，动能转化为重力势能小滑块在弹簧弹力作用下，沿光滑水平面来回滑动的过程中，涉及哪些能量？这些能量怎么变？猜想一下有哪个量是不变的？猜想：弹性势能与动能之和保持不变二、猜想假设二、猜想假设弹性重力势能弹性重力势能（EP），动能动能（EK）A-OA-O过程动能增加，弹性势能减少，过程动能增加，弹性势能减少，弹性势能转化为动能。弹性势能转化为动能。O-BO-B过程弹性势能增加，动能减少，动能转化为弹性势能。过程弹性势能增加，动能减少，动能转化为弹性势能。引入新的物理量引入新的物理量-机械能机械能1.1.概念：概念：2.2.表达式：表达式：机械能是机械能是动能、重力势能、弹性势能动能、重力势能、弹性势能的统的统称，称，用符号用符号 E 表示表示三、理论分析，推导验证：三、理论分析，推导验证：-机械能守恒定律的推导机械能守恒定律的推导BAh1h2 如果在物体沿左边斜面（光滑）下滑的过程任取两个位置如果在物体沿左边斜面（光滑）下滑的过程任取两个位置A和和B：假设物体处在位置：假设物体处在位置A时速度为时速度为V1，距离水平面的高度，距离水平面的高度是是h1，处在，处在B位置时速度为位置时速度为v2，距离水平面的高度为，距离水平面的高度为h2（1）分析物体由）分析物体由A运动到运动到B的过程中的受力情况及各力做功的过程中的受力情况及各力做功情况，并列出动能定理的方程。情况，并列出动能定理的方程。（2）列出这个过程中重力做功与重力势能变化的关系式。）列出这个过程中重力做功与重力势能变化的关系式。（3）根据（）根据（1）（）（2）判断物体在位置）判断物体在位置A时的机械能和在位置时的机械能和在位置B时的机械能是否相等。时的机械能是否相等。合作探究一：分析伽利略理想斜面实验中小球机械能是否不变合作探究一：分析伽利略理想斜面实验中小球机械能是否不变（重力势能（重力势能与与动能间的动能间的相互转化）相互转化）三、理论分析，推导验证：三、理论分析，推导验证：-机械能守恒定律的推导机械能守恒定律的推导BAh1h2GFN重力做功在数值上等于物体重力势能的减少量重力做功在数值上等于物体重力势能的减少量 WG=mgh1-mgh2由动能定理得：由动能定理得：末状态末状态初状态初状态自由落体运动自由落体运动v沿光滑的曲面下滑沿光滑的曲面下滑三、理论分析，推导验证：三、理论分析，推导验证：-机械能守恒定律的推导机械能守恒定律的推导v沿粗糙斜面下滑的过沿粗糙斜面下滑的过程程重力做功在数值上等于物体重力势能重力做功在数值上等于物体重力势能的减少量的减少量W=mgh1-mgh2重力势能重力势能与与动能间的动能间的相互转化相互转化h1h2ABGGFNV2V1GFNF阻通过以上分析填写下表，并思考讨论通过以上分析填写下表，并思考讨论:什么条件下机械能守恒？什么条件下机械能守恒？自由落体光滑曲面（斜面）上粗糙斜面上受力情况有哪些力做功机械能是否守恒只受重力重力、支持力重力、支持力、摩擦力只有重力做功只有重力做功重力，摩擦力都做功守恒守恒不守恒结论：在结论：在只有重力做功只有重力做功的物体的物体系统系统内，内，物体的动物体的动能和重力势能可以相互转化，但能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保机械能的总量保持不变持不变 只有重力做功只有重力做功只受重力只受重力除受重力外还受其它力，但是其除受重力外还受其它力，但是其它力不做功它力不做功在动能和重力势能相互转化的系统中机械能守恒在动能和重力势能相互转化的系统中机械能守恒的条件是什么？的条件是什么？用我们得出来的结论解释一下以下两个现象：用我们得出来的结论解释一下以下两个现象：（1）伽利略理想斜面实验中）伽利略理想斜面实验中“如果空气阻力和如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于他摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于他开始运动时的高度，不会更高一点，也不会更低开始运动时的高度，不会更高一点，也不会更低一点一点”（2）演示实验）演示实验1中，第一次上升的高度接近初始中，第一次上升的高度接近初始高度，后来上升的高度越来越低。高度，后来上升的高度越来越低。（1）机械能守恒）机械能守恒mgh1+0=mgh2+0 h1=h2（2）机械能不守恒）机械能不守恒mgh1+0h2 在在只有弹簧弹力做功只有弹簧弹力做功的的物体系统物体系统内，内，动能和动能和弹性势能可以相互转化，但机械能的总量保弹性势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变持不变Ek2+EP2Ek1+EP1弹性势能弹性势能与与动能间动能间相互转换相互转换动能定理：功能关系：三、理论分析，推导验证：三、理论分析，推导验证：-机械能守恒定律的推导机械能守恒定律的推导GFNT弹弹fWf+1 1、内容：在、内容：在只有重力或弹力做功只有重力或弹力做功的物体系统内，的物体系统内，动能与势能动能与势能可以相互转化，而总的可以相互转化，而总的机械能机械能保持不变。保持不变。2 2、守恒条件、守恒条件:只有只有重力做功重力做功或或弹力做功弹力做功3 3、表达式：、表达式：（1）E1=E2 EK1EP1=EK2EP2四、得出规律-机械能守恒定律v(物体可还受其他力，但其他力不做功）物体可还受其他力，但其他力不做功）（2）EP=-EK （EP增增=EK 减减 或或 EP减减=EK 增增）（守恒思想）（守恒思想）（转换思想）（转换思想）例题 把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆。摆长为L，最大偏角为。（不计空气阻力）（1）分析小球在摆动过程中受到哪些力，及各力做分析小球在摆动过程中受到哪些力，及各力做功情况，并判断摆动过程中小球机械能是否守恒。功情况，并判断摆动过程中小球机械能是否守恒。（2）小球运动到最底位置时的速度是多大？GGF F拉力拉力F F不做功，只有重力不做功，只有重力G G做功，小球机械能守恒。做功，小球机械能守恒。以以最低点最低点OO为参考平面为参考平面。五、规律的应用五、规律的应用-运用机械能守恒定律解决问题运用机械能守恒定律解决问题+0思考：解释小球摆回来时为什么碰不到鼻尖？学生课堂小结v1、本节课你学到了哪些知识？v2、本节课你学到了哪些方法？v3、本节课你理解的非常透彻非常清晰的知识或方法有哪些？还存在的疑问是什么？谢谢