机械能守恒定律课件.ppt

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1、高中物理高中物理 魏立文魏立文动能和势能之间可以不断地转化动能和势能之间可以不断地转化蹦床运动蹦床运动v0h1h2ABv1v2AABBh1h2v1v2h1h2v1v2理论推导：质量为的理论推导：质量为的m m物体自由落体、平抛、光滑物体自由落体、平抛、光滑斜面上滑下斜面上滑下(E E2 2=E=E1 1)解：根据动能定理解：根据动能定理机械能守恒定律机械能守恒定律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只有重力或弹力做功只有重力或弹力做功的情形下，物体的动的情形下，物体的动能和势能发生相互转化，但能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变机械能的总量保持不变机械能的总量保

2、持不变机械能的总量保持不变。2.2.表达式：表达式：3.3.3.3.机械能守恒是有机械能守恒是有条件条件条件条件的：的：只有重力或弹力做功只有重力或弹力做功只有重力或弹力做功只有重力或弹力做功还有其他表达形式么？还有其他表达形式么？合作探究合作探究 重点探究问题：重点探究问题：1 1、理论推导机械能守恒定律、理论推导机械能守恒定律2 2、实验探究机械能是否守恒、实验探究机械能是否守恒3 3、理解机械能守恒定律，分析实际问题、理解机械能守恒定律，分析实际问题展示安排及要求展示安排及要求展示展示问题问题题题目目位置位置展示展示点点评评要求要求 机械能守恒机械能守恒条件条件理论推导理论推导前前黑黑板

3、板5 5、6 6组组3 3组组1 1、展示同学书、展示同学书写认真快速；写认真快速；总结规律方法总结规律方法（用彩笔）（用彩笔）2 2、讨论完毕，、讨论完毕，C C层整理落实学层整理落实学案基础；案基础；B B层落实解题方层落实解题方法；法；A A层注意拓展总层注意拓展总结规律方法结规律方法总结守恒总结守恒条件条件9 9组组8 8组组机械能守恒定机械能守恒定律的验证律的验证实验原理实验原理 后后黑黑板板7 7组组2 2组组我的疑问我的疑问4 4组组注意事项注意事项1 1组组机械能守恒定机械能守恒定律应用律应用举例分析举例分析口头口头实验探究实验探究实验原理：实验原理：实验步骤：实验步骤：1 1

4、、将打点计时器固定在铁架台上，把纸、将打点计时器固定在铁架台上，把纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔。穿过打点计时器的限位孔。2 2、用手提着纸带使重物停靠在打点计时、用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近。然后先接通电源，再松开纸带，器附近。然后先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落。让重物自由下落。3 3、更换纸带，重复几次。、更换纸带，重复几次。4 4、选择、选择合适的合适的纸带，处理数据。纸带，处理数据。问题1本实验要不要测量物体的质量？本实验要不要测量物体的质量？mgh=mv 21 12 2gh=v 21 12 2无需测量物体

5、的质量无需测量物体的质量如果实验要求计算势能和动能的具体如果实验要求计算势能和动能的具体数据，那就必须要知道物体的质量。数据，那就必须要知道物体的质量。问题2纸带上的第一个点上的第一个点为计时起点起点0 0（起始点的速度起始点的速度应该为零，即打点零，即打点计时器在器在纸带上打下第一个点上打下第一个点时纸带刚开始下落开始下落）。）。gh=v 21 12 212x=gt2=9.80.022m 210-3m=2 mm12h起始点起始点对于实际获得的纸带，如何判定纸带上的第一个点对于实际获得的纸带，如何判定纸带上的第一个点就是纸带刚开始下落时打下的呢？就是纸带刚开始下落时打下的呢？纸带上的上的头两个

6、点两个点间的距离的距离应接近接近2mm。思考可以回避起始点可以回避起始点吗（即即处理理纸带时可以不用到起可以不用到起始点始点吗）?EKB-EKA mghhAB问题3如何如何测量物体的瞬量物体的瞬时速度速度?x=vA(2t)+a(2t)212vAC=vA+atx2tvB=vA+atvB=vACv0tvAt 2tvBvC做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度。于相邻两点间的平均速度。思考速度能不能用速度能不能用 v=2gh 或或 v=gt 计算？计算？这种方法种方法认为加速度加速度为g，由于各种摩擦阻力不，由于各种摩擦阻力不可避免，所以可

7、避免，所以实际加速度必将小于加速度必将小于g，这样将得将得到机械能增加的到机械能增加的结论，有阻力作用机械能，有阻力作用机械能应该是是减少的，故减少的，故这种方法也不能用。种方法也不能用。这种方法是根据机械能守恒定律得到这种方法是根据机械能守恒定律得到的，而我们的目的就是验证机械能守的，而我们的目的就是验证机械能守恒定律，所以不能用。恒定律，所以不能用。注意事项4 4、实验用的用的纸带一般小于一般小于1m ，从起始点开始，从起始点开始大大约能打出能打出20 个点左右。末位置的点可个点左右。末位置的点可选择倒倒数第一个点或倒数第二个点，从数第一个点或倒数第二个点，从这一个点向前一个点向前数数46

8、 个点当初位置的点，可以减小个点当初位置的点，可以减小这两个点两个点的瞬的瞬时速度以及两点之速度以及两点之间距离（高度距离（高度h）测量的量的误差。差。1 1、安装打点安装打点计时器器时，必，必须使两使两纸带限位孔在限位孔在同一同一竖直直线上，以减小摩擦阻力。上，以减小摩擦阻力。2 2、应选用用质量和密度量和密度较大的重物，增大重力可大的重物，增大重力可可使阻力的影响相可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小减小，增大密度可以减小体体积，可使空气阻力减小。，可使空气阻力减小。3 3、选用用纸带时应尽量挑尽量挑选第一、二点第一、二点间距接近距接近2mm的点迹清晰且各点呈一条直的点迹清晰且各点呈一

9、条直线的的纸带。误差分析1 1、偶然偶然误差：差：测量量长度度时会会带来来误差差2 2、系系统误差：差：实验中重物和中重物和纸带下落下落过程中要克服阻力（主程中要克服阻力（主要是打点要是打点计时器的阻力）做功，故器的阻力）做功，故动能的增加能的增加量量EK 必定稍小于必定稍小于势能的减少量能的减少量EP 。数据记录测量点量点n123456高度高度hn/m速度速度vn/m/s势能能EP /J动能能EK /J可不可以可不可以用图象处用图象处理数据理数据?0hv 21 12 2图象法处理数据gh=v 21 12 2该图象的该图象的斜率表示斜率表示什么？什么？为什么图为什么图象通过原象通过原点？点？守

10、恒条件的理解守恒条件的理解1、物体做自由落体运动、抛体运动过程中、物体做自由落体运动、抛体运动过程中2、物体沿光滑斜面下滑过程中、物体沿光滑斜面下滑过程中3、小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高、小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度，然后放开，小球在摆动过程中度，然后放开，小球在摆动过程中 拓展提升：拓展提升：m和和M组成的系统机械能守恒么？组成的系统机械能守恒么？mM机械能守恒条件理解：机械能守恒条件理解：只有重力做功只有重力做功1、只受重力，不受其它力（如各种抛体运动）、只受重力，不受其它力（如各种抛体运动）2、除重力外，还受其它力，但其它力不做功（如、除重力外，还受其它力，但其它力不做

11、功（如摆球的摆动）摆球的摆动）B B、从能量转化角度分析、从能量转化角度分析 A A、从做功角度分析、从做功角度分析只有动能和势能之间发生相互转化只有动能和势能之间发生相互转化3、虽有多个力做功，但除重力以外的其他力做功虽有多个力做功，但除重力以外的其他力做功的代数和为零的代数和为零 头脑风暴头脑风暴 列举生活中机械能守恒的实例并分析列举生活中机械能守恒的实例并分析 上海上海“明珠线明珠线”某轻轨车站的设计方案，与某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小坡度，电车进站站台连接的轨道有一个小坡度，电车进站时要上坡，出站时要下坡时要上坡，出站时要下坡.A学以致用学以致用下列实例中的运动物体，

12、哪些机械能不守恒（下列实例中的运动物体，哪些机械能不守恒（）A.A.跳伞运动员在空中匀速下降跳伞运动员在空中匀速下降B.B.滑雪运动员自高坡顶上自由滑下（不计空气阻力和摩滑雪运动员自高坡顶上自由滑下（不计空气阻力和摩擦）擦）C.C.运动员扔出的铅球在空中运动过程中运动员扔出的铅球在空中运动过程中D.D.集装箱被吊车匀速地吊起（空气阻力不计）集装箱被吊车匀速地吊起（空气阻力不计）2 2 2 2、机械能守恒定律：、机械能守恒定律：、机械能守恒定律：、机械能守恒定律：1 1 1 1、机械能：、机械能：、机械能：、机械能：E=EE=EKK+E+EP P（1 1 1 1）内容：）内容：）内容：）内容：在在只有重力或弹力做功只有重力或弹力做功只有重力或弹力做功只有重力或弹力做功的情形下，物体的情形下，物体的动能和势能发生相互转化，但的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持机械能的总量保持机械能的总量保持机械能的总量保持不变不变不变不变。（2 2 2 2）表达式：）表达式：）表达式：）表达式：EK2+EP2=EK1+EP1（3 3 3 3）条件：）条件：）条件：）条件：只有重力或弹力做功只有重力或弹力做功课堂总结课堂总结