【物理】机械能守恒定律 教学课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册.pptx
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1、第四第四节节 机械能机械能守恒守恒定律定律第八章第八章 机械能机械能守恒守恒定律定律学习目标1新课讲解3新课导入2经典例题4课堂练习5本课小结6目录学习目标1.知道能量守恒是自然界的重要规律;2.知道什么是机械能,知道物体的动能和势能可以相互转化;3.掌握机械能守恒定律的内容及得出过程;4.会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒,能运用机械能守恒定律解决有关问题。新课导入如果总表的读数不等于各分表读数,你会怎么想呢?是否守恒关系不成立了呢?生活实例:正常的水表连在自来水管道中,总表的读数应该等于各分表的读数的总和,这就是守恒关系生活中的守恒观点生活中有各种不同形式的能量电电影影挑挑战战者者号
2、号中中有有一一个个片片段段,诺诺贝贝尔尔物物理理学学奖奖得得主主,理理查查德德费费曼曼将将一一个个大大铁铁球球挂挂在在铁铁链链上上做做成成单单摆摆,演演示示了了机机械械能能的的守守恒。恒。新课讲解问题问题一、追寻守恒量伽利略曾研究过小球在斜面上的运动。他发现:无论斜面B比斜面A陡些或缓些,小球的速度最后总会在斜面上的某点变为0,这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度基本相同。在小球的运动过程中,有哪些物理量是变化的?哪些是不变的?你能找出不变的量吗?ABhh 问题问题ABhh实验表明斜面上的小球在运动过程中好像“记得”自己起始的高度(或与高度相关的某个量)。后来的物理学家把这一事实说成是“某
3、个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。能量概念的引入是科学前辈们追寻守恒量的一个重要事例。二、动能与势能的相互转化mg我们发现,在这过程中,物体的速度增加了,表示物体的动能增加了。这说明,物体原来的重力势能转化成了动能。重力做正功重力势能动能减少的重力势能到哪里去了?沿光滑斜面滑下沿光滑斜面上升mg由于物体的高度增加,它的重力势能增加了。这说明,物体原来具有的动能转化成了重力势能。v0动能重力势能重力做负功减少的动能到哪里去了?mg竖直上抛v0动能与弹性势能的相互转化1.重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式机械能。2.通过重力或弹力做功,机械能可以从一种形式转化为另一种形式。动
4、能与势能的相互转化三、机械能守恒定律物体在某一时刻处在高度为h1的位置A,这时它的速度是v1。经过一段时间后,物体下落到高度为h2的另一位置B,这时它的速度是v2。只有重力做功vmgFN重力做功=重力势能的变化:合力做的功=动能的变化:初状态末状态在只有重力做功的系统内,动能与重力势能互相转化时总的机械能保持不变。初状态A=末状态B势能动能势能动能mgh1mgh2机械能守恒定律的应用机械能守恒定律的应用1.机械能守恒定律常用的三种表达式(1)从不同状态看:Ek1Ep1Ek2Ep2(或E1E2)此式表示系统两个状态的机械能总量相等.(2)从能的转化角度看:EkEp此式表示系统动能的增加(减少)量
5、等于势能的减少(增加)量.(3)从能的转移角度看:EA增EB减此式表示系统A部分机械能的增加量等于系统剩余部分,即B部分机械能的减少量.经典例题【例1】如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是()A甲图中,物体A将弹簧压缩的过程中,物体A的机械能守恒B乙图中,物体B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C丙图中,不计任何阻力时A加速下落、B加速上升的过程中,A、B组成的系统机械能守恒D丁图中,不计空气阻力,小球由水平位置A处静止释放,运动到B处的过程中,机械能守恒A A与弹簧组成的系统与弹簧组成的系统与弹簧组成的系统与弹簧组成的系统机械能才守恒机械能才守恒机械能才守恒机械能
6、才守恒只有重力做功,其他只有重力做功,其他只有重力做功,其他只有重力做功,其他力做功代数和为力做功代数和为力做功代数和为力做功代数和为0 0ABAB组成的额系统内,组成的额系统内,组成的额系统内,组成的额系统内,只有动能与势能转化只有动能与势能转化只有动能与势能转化只有动能与势能转化小球所受的拉力不做小球所受的拉力不做小球所受的拉力不做小球所受的拉力不做功,只有重力做功功,只有重力做功功,只有重力做功功,只有重力做功【例2】如图所示,把一个小球用细线悬挂起来,就成为一个摆,摆长为l,最大偏角为。如果阻力可以忽略,小球运动到最低点时的速度大小是多少?【解】以小球为研究对象。设最低点O的重力势能为
7、0,以小球最高点的状态作为初状态,以小球最低点的状态作为末状态。初状态的机械能:末状态的机械能:由机械能守恒定律得:需要设定零势能面需要设定零势能面得所求的速度大小:当堂检测题1伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实: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同它开始点相同高度的点,不会更高一点,也不会更低一点。这说明小球在运动过程中有一个“东西”是不变的,这个“东西”应是()A.弹力B.势能C.速度D.能量【解析】在伽利略的斜面实验中,小球从一个斜面滚到另一个斜面,势能先减小后增大,速度先增大后减小,不变的“东西”应是能量,包括动能和势能。【点拨】伽利略的斜面实验中,小球的高度、速
8、度、势能和动能都是在不断变化的,只有能量是守恒的。D题2多选伽利略斜面实验使人们认识到引入能量概念的重要性。在此实验中能说明能量在小球运动过程中不变的理由是()A.小球滚下斜面时,高度降低,速度增大B.小球滚上斜面时,高度升高,速度减小C.小球能准确地达到与起始点等高的高度D.小球能在两斜面之间永不停止地来回滚动CD题3跳板跳水运动员在弹离跳板后,先上升到一定的高度,在空中完成一系列复杂而优美的动作后入水,如图所示。将运动员视为质点,请你分析一下从运动员起跳到入水的全过程,有哪些能量发生了相互转化?【答案】跳水运动员在走板和起跳时要先使跳板上下振动,此过程中运动员将身体储存的化学能转化为跳板的
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