《新课改物理人教必修二课件：2.7机械能守恒定律 .pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新课改物理人教必修二课件：2.7机械能守恒定律 .pptx（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 2 7 机械能守恒定律 学习目标核心凝炼 1 知道什么是机械能 知道物体的动动能和势势能可以相互转转化 1个定律 机 械能守恒定律 1个条件 机 械能守恒条件 2 会正确推导导物体在光滑曲面上运动过动过 程中的机械能守恒 理解 机械能守恒定律的内容 知道它的含义义和适用条件 3 在具体问题问题 中 能判定机械能是否守恒 并能应应用机械能守恒 定律解决简单问题简单问题 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 一 动能与势能的相互转化 观图助学 1 如图图甲是滚摆滚摆 及其运动动的示意图图 滚摆滚摆 在上升过过程中 重力做功情况如何
2、其 动动能与势势能怎样变样变 化 在下降过过程中呢 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 2 如图图乙所示 在光滑水平面上 弹弹簧左端固定 右端连连接物体 弹弹簧被压缩压缩 到一 定程度释释放物体 在弹弹簧恢复到原长长的过过程中 弹弹力做功情况如何 弹弹性势势能 物 体的动动能如何变变化 物体以后运动过动过 程中呢 1 重力势能与动能 只有重力做功时时 若重力对对物体做正功 则则物体的重力势势能 动动能 转转化成了动动能 若重力做负负功 则则 转转化为为 减少 2 弹性势能与动能 只有弹弹簧弹弹力做功时时 若弹弹力做正功 则弹则弹 簧弹弹性势势能 物体的动动能 转转化为动为动 能
3、 3 机械能 弹弹性势势能和 的统统称 表达式为为E Ek Ep 增加重力势势能动动能 重力势势能 减少 增加弹弹性势势能 重力势势能动动能 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 理解概念 判断下列说说法是否正确 1 通过过重力做功 动动能和重力势势能可以相互转转化 2 通过弹过弹 力做功 动动能和弹弹性势势能可以相互转转化 3 物体的机械能一定是正值值 4 通过过重力或弹弹力做功 机械能可以转转化为为其它能 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 二 机械能守恒定律 1 内容 在只有 或 做功的物体系统统内 动动能与势势能可以相互转转化 而 总总的机械能 2 表达式
4、 Ek2 Ep2 即E2 理解概念 判断下列说说法是否正确 1 物体所受的合力为为零 物体的机械能一定守恒 2 合力做功为为零 物体的机械能一定守恒 3 人乘电电梯匀速上升的过过程 机械能守恒 4 不计计空气阻力及摩擦力时时 滚摆滚摆 在运动过动过 程中机械能守恒 重力弹弹力 保持不变变 Ek1 Ep1 E1 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 观察探究 如图图1所示 过过山车车由高处处在关闭发动闭发动 机的情况下飞飞奔而下 忽略轨轨道的阻力和 其他阻力 机械能守恒条件的理解 图图1 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 过过山车车下滑时时 过过山车车受哪些力作用
5、 各做什么功 动动能和势势能怎么变变化 机械能 守恒吗吗 答案 过过山车车下滑时时 如果忽略阻力作用 过过山车车受重力和轨轨道支持力作用 重力 做正功 支持力不做功 动动能增加 重力势势能减少 机械能保持不变变 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 探究归纳 1 对守恒条件的理解 系统统内部只有重力或弹弹力做功 没有摩擦力和其他内力 如炸弹弹爆炸时时化学物质质的 作用力等 做功 即系统统内部除发发生重力势势能或弹弹性势势能与动动能的相互转转化之外 不会引起发热发热 发发光或化学反应应等非力学现现象的发发生 具体情况有 1 物体只受重力或弹弹力 不受其他力 如自由落体运动动 2 物
6、体除受重力或弹弹力外 还还受其他力 但其他力不做功 如物体沿光滑固定的 斜面下滑 物体受重力和支持力作用 但支持力不做功 3 对对于物体系统统来说说 除系统统内的重力和弹弹力做功之外 外力不做功 有内力做 功 但内力做功的代数和为为零 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 2 机械能守恒的判断方法 判断机械能是否守恒的三种基本方法 1 做功条件分析法 应应用机械能守恒的条件进进行判断 分析物体 或系统统 的受力情况 包括内力和外力 明确各力做功的情况 若只有重力或弹弹力做功 没有其他力做功或其他力做功的 代数和为为零 则则物体 或系统统 的机械能守恒 2 能量转转化分析法 从能量
7、转转化的角度进进行判断 若只有系统统内物体间动间动 能和重力势势能及弹弹性势势能的 相互转转化 机械能也没有转转化成其他形式的能 如内能 则则系统统的机械能守恒 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 3 增减情况分析法 直接从机械能的各种形式的能量增减情况进进行判断 若系统统的动动能与势势能均增加或 均减少 则则系统统的机械能不守恒 若系统统内各个物体的机械能均增加或均减少 则则 系统统的机械能不守恒 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 试题案例 例1 多选选 如图图 物体m机械能守恒的是 均不计计空气阻力 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 解析
8、 物块块沿固定斜面匀速下滑 在斜面上物块块受力平衡 重力沿斜面向下的分力与 摩擦力平衡 摩擦力做负负功 机械能减少 物块块在力F作用下沿固定光滑斜面上滑时时 力F做正功 机械能增加 小球沿光滑半圆圆形固定轨轨道下滑 只有重力做功 小球 机械能守恒 用细线细线 拴住小球绕绕O点来回摆动摆动 只有重力做功 小球机械能守恒 选项选项 C D正确 答案 CD 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 判断机械能是否守恒应注意的问题 1 物体在共点力作用下所受合外力为为0是物体处处于平衡状态态的条件 物体受到 的合外力为为0时时 它一定处处于匀速直线线运动动状态态或静止状态态 但物体的机械能
9、不一定守恒 2 合外力做功为为0是物体动动能不变变的条件 合外力对对物体不做功 它的动动能一 定不变变 但它的机械能不一定守恒 3 只有重力做功或系统统内弹弹簧类弹类弹 力做功是机械能守恒的条件 只有重力或 系统统内弹弹簧类弹类弹 力做功时时 系统统的机械能一定守恒 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 针对训练1 2017 吉林高一检测 下列实实例中的运动动物体 机械能守恒的是 均不计计 空气阻力 A 被起重机吊起的货货物正在加速上升 B 物体水平抛出去 C 物体沿粗糙斜面匀速下滑 D 一个轻质弹轻质弹 簧上端固定 下端系一重物 重物沿竖竖直方向做上下振动动 解析 起重机吊起货
10、货物做匀加速上升运动动 起重机对对物体做正功 机械能增加 故A错误错误 平抛运动动只有重力做功 机械能守恒 故B正确 沿着粗糙斜面 斜面固 定不动动 匀速下滑的物体 摩擦力做负负功 机械能减少 故不守恒 故C错误错误 轻轻 质弹质弹 簧上端悬悬挂 重物系在弹弹簧的下端做上下振动过动过 程中只有重力和系统统内弹弹力 做功 故系统统机械能守恒 但物体机械能不守恒 故D错误错误 答案 B 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 机械能守恒定律的应用 如图图2所示 是运动员动员 投掷铅掷铅 球的动动作 如果忽略铅铅球所受空气的阻力 观察探究 1 铅铅球在空中运动过动过 程中 机械能是否守恒
11、 2 若铅铅球被抛出时时速度大小一定 铅铅球落地时时的速度大小与运动员动员 将铅铅球抛出的 方向有关吗吗 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 3 在求解铅铅球落地的速度大小时时 可以考虑应虑应 用什么规规律 答案 1 由于阻力可以忽略 铅铅球在空中运动过动过 程中 只有重力做功 机械能守 恒 2 根据机械能守恒定律 落地时时速度的大小与运动员动员 将铅铅球抛出的方向无关 3 可以应应用机械能守恒定律 也可以应应用动动能定理 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 探究归纳 1 机械能守恒定律的不同表达式 表达式物理意义义 守恒角 度 Ek1 Ep1 Ek2 Ep2或
12、 E初 E末 初状态态的机械能等于末状态态的机械能 转转化 角度 Ek2 Ek1 Ep1 Ep2或 Ek Ep 过过程中动动能的增加量等于势势能的减少量 转转移 角度 EA2 EA1 EB1 EB2或 EA EB 系统统只有A B两物体时时 A增加的机械 能等于B减少的机械能 不用选择选择 参考平 面 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 2 应用机械能守恒定律的解题步骤 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 试题案例 例2 如图图3所示 质质量m 70 kg的运动员动员 以10 m s的速度从高h 10 m的滑雪场场A 点沿斜坡自由滑下 以最低点B所在的水平面为为
13、零势势能面 一切阻力可忽略不 计计 取g 10 m s2 求运动员动员 图图3 1 在A点时时的机械能 2 到达最低点B时时的速度大小 3 相对对于B点能到达的最大高度 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 例3 2018 烟台高一检测 如图图4所示 AB是倾倾角 为为45 的 直轨轨道 CD是半径R 0 4 m 的圆圆弧轨轨道 它们们通过过一 段曲面BC平滑相接 整个轨轨道处处于竖竖直平面内且处处处处 光 滑 一个质质量m 1 kg的物体 可以看作质质点 从高H的地 方由静止释释放 结结果它从圆圆弧最高点D点飞飞出 垂直斜 面
14、击击中P点 已知P点与圆圆弧的圆圆心O等高 g取10 m s2 求 1 物体击击中P点前瞬间间的速度 2 在C点轨轨道对对物体的压压力大小 3 物体静止释释放时时的高度H 图图4 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 答案 1 4 m s 2 70 N 3 1 2 m 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 机械能守恒定律和动能定理的比较 机械能守恒定律动动能定理 表达式 E1 E2 Ek Ep EA EB W Ek 应应用范围围只有重力或弹弹力做功时时无条件限制 物理意义义 其他力 重力 弹弹力以外 所做的功是 机
15、械能变变化的量度 合外力对对物体做的功是动动能变变化 的量度 关注角度 守恒的条件和始末状态态机械能的形 式及大小 动动能的变变化及改变动变动 能的方式 合 外力做功情况 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 1 物体在A点时时的速度大小 2 物体离开C点后还还能上升多高 解析 1 物体在运动动的全过过程中只有重力做功 机械能守恒 选选取B点为为 零势势能点 设设物体在B处处的速度为为vB 则则 图图5 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 非质点类物体的机械能守恒问题 1 在应应用机械能守恒定律处处理实际问题时实
16、际问题时 经经常遇到像 链链条 液柱 类类的物 体 其在运动过动过 程中将发发生形变变 其重心位置相对对物体也发发生变变化 因此这类这类 物体不能再看成质质点来处处理 2 物体虽虽然不能看成质质点来处处理 但因只有重力做功 物体整体机械能守恒 一般 情况下 可将物体分段处处理 确定质质量分布均匀的规则规则 物体各部分的重心位置 根据初 末状态态物体重力势势能的变变化列式求解 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 图图6 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 答案 C 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 针对练习2 如图图7所示 粗细细均匀 两端开口的U 形管内装有同种液体 开始时时两边边液面高度差为为h 管中液柱总长总长 度为为4h 后来让让液体自由流动动 当两液 面高度相等时时 右侧侧液面下降的速度为为
