高一物理《第四章 第5节 机械能守恒定律》课件

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1、理解教材新知把握热点考向应用创新演练第 5 节知识点一知识点二考向二第 四 章考向一随堂基础巩固课时跟踪训练考向三知识点三返回返回返回返回1.重力或弹弹力做正功，势势能向动动能转转化，重力或弹弹力做负负功，动动能向势势能转转化。2在只有重力或弹弹力做功的物体系统统 内，动动能和势势能发发生相互转转化，但机械能的总总量保持不变变。3机械能守恒的条件是只有重力或弹弹力做功，若有其他力做功，但其他力做功的代数和为为零时时，系统统的机械能也保持不变变。返回返回自学教材1动动能和势势能的转转化实实例(1)自行车车下坡时时，重力势势能 ，动动能 。(2)荡荡秋千过过程中，向上摆动时摆动时 ，动动能 ，重力

2、势势能，向下摆动时摆动时 ，动动能 ，重力势势能 。(3)撑竿跳高过过程中，脱离杆之前，动动能、重力势势能、 在相互转转化，脱离杆后，只有 和 在相互转转化。减少增加减少增加增加减少弹弹性势势能动动能重力势势能返回2动动能和势势能相互转转化时时的特点重力或弹弹力做正功时时， 向 转转化，做负负功时时， 向 转转化。势势能动动能动动能势势能返回重点诠释1实验实验 探究(1)实验实验 装置：将螺母用细线细线 挂在铁铁架台上制成单摆单摆 。(2)实验实验 步骤骤：把螺母拉起一个较较小的角度，放手后，它能摆摆至另一侧侧的等高位置；在铁铁架台的杆上固定一个夹夹子，当螺母摆摆到最低点时时，细线细线 被夹夹

3、子挡挡住，但螺母仍能摆摆到另一侧侧的等高位置。(3)实验结论实验结论 ：忽略空气阻力，只有重力做功时时，动动能和势势能在相互转转化的过过程中，总总量不变变。返回图图451返回图图452返回答案：CD返回自学教材1定律内容在只有重力或弹弹力做功的物体系统统内，动动能和势势能会发发生 ，但机械能的总总量 。2定律表达式(1)E1 。(2)Ep1Ek1 。(3)Ek2Ek1 。即Ek增 。3守恒条件只有重力(或弹弹力)做功。相互转转化保持不变变E2Ep2Ek2Ep1Ep2Ep减返回重点诠释1研究对对象(1)当只有重力做功时时，可取一个物体(其实实是物体与地球构成的系统统)作为为研究对对象。(2)当物

4、体之间间的弹弹力做功时时，必须须将这这几个物体构成的系统统作为为研究对对象(使这这些弹弹力成为为系统统内力)。返回2表达式的意义义(1)E1E2或EE2E10，这这是从能量守恒的角度来表达，前者表示前、后两状态态的机械能相等，后者表示系统统的机械能没变变化。(2)EkEp或EpEk，这这是从能量转转化的角度来表达，前者表示系统统增加的动动能等于减少的势势能，后者表示系统统增加的势势能等于减少的动动能。返回(3)EAEB或EBEA，这这是从机械能转转移的角度来表达，前者表示系统统内物体A的机械能增加量等于物体B的机械能减少量，后者表示B物体的机械能增加量等于A物体机械能的减少量。返回3对对机械能

5、守恒的理解(1)从能量转转化的角度理解：只有系统动统动 能和势势能相互转转化，无其他形式能量之间间的(如内能)转转化，则则系统统机械能守恒。如果物体间发间发 生相互碰撞、物体间发间发 生相对对运动动，又有相互间间的摩擦作用时时有内能的产产生，机械能一般不守恒。返回(2)从机械能的定义义来理解：看动动能与势势能之和是否变变化。如一个物体沿斜面匀速(或减速)滑下，动动能不变变(或减小)，势势能减小，机械能减小，一个物体沿水平方向匀速运动时动时 机械能守恒，沿竖竖直方向匀速运动时动时 机械能不守恒。(3)从做功特点来理解：只有重力和系统统内的弹弹力做功，具体表现现在：只受重力(或系统统内的弹弹力)。

6、如：所有做抛体运动动的物体(不计计阻力)。返回还还受其他力，但只有重力(或系统统内的弹弹力)做功，其他力不做功。如图图453甲、乙所示。图图453返回有系统统的内力做功，但是做功代数和为为零，系统统机械能守恒。如图图454甲中拉力对对A、对对B做功不为为零，但代数和为为零，AB系统统机械能守恒。如图图454乙所示，A、B间间及B与接触面之间间均光滑，A自B的上端自由下滑时时，B沿地面滑动动，A、B之间间的弹弹力做功，对对A或B机械能均不守恒，但对对A、B组组成的系统统机械能守恒。图图454返回4应应用机械能守恒定律解题题的一般步骤骤(1)确定研究对对象，就是要明确以哪几个物体组组成的系统为统为

7、 研究对对象。(2)正确分析研究对对象内各物体所受的力。分析时应时应 注意：重力、弹弹力、摩擦力都是成对对出现现的，分清哪几个力是内力，哪几个力是外力。(3)看外力是否对对物体做功，内力中有没有重力和弹弹力以外的力做功。由此即可以判断系统统的机械能是否守恒。(4)按机械能守恒定律列出方程并求解。返回2如图图455所示，某人用平行斜面的拉力将物体沿斜面拉下，拉力大小等于摩擦力大小，则则下列说说法正确的是 ( )A物体是匀速下滑B合外力对对物体做的功等于零C物体的机械能减少D物体的机械能保持不变变解析：物体在斜面上运动动，虽虽然有拉力和摩擦力做功，但两者做功相互抵消。整个过过程相当于只有重力做功，

8、所以物体的机械能保持不变变。答案：D图图455返回打点计时器毫米刻度尺重力返回图图456返回3实验过实验过 程(1)实验实验 步骤骤：安装：将打点计时计时 器固定在铁铁架台上；用导线导线 将打点计时计时 器与低压压交流电电源相连连接。接电电源，打纸带纸带 ：把纸带纸带 的一端在重物上用夹夹子固定好，另一端穿过过打点计时计时 器的限位孔，用手提着纸纸带带使重物停靠在打点计时计时 器附近，接通电电源，待打点稳稳定后松开纸带纸带 ，让让重物自由下落。返回重复几次，打下35条纸带纸带 。选纸带选纸带 ：选选取点迹较为较为 清晰的。挑选纸带选纸带 上第一个点及距离第一个点较远较远 的点，并依次标标上0,

9、1,2,3 数据测测量：测测出0到点1、点2、点3的距离，即为对应为对应 的下落高度h1、h2、h3 返回返回返回返回5误误差分析(1)本实验实验 的误误差主要是由于纸带测纸带测 量产产生的偶然误误差和重物、纸带纸带 运动动中空气阻力及纸带纸带 与打点计时计时 器摩擦阻力引起的系统误统误 差，使动动能的增加量稍小于势势能的减少量。(2)测测量时时采取多次测测量求平均值值来减小偶然误误差，安装打点计时计时 器时时使两限位孔中线竖线竖 直，并且选择质选择质 量适当大些，体积积尽量小些的重物来减小系统误统误 差。(3)打点计时计时 器周期变变化带带来误误差。返回3下列关于“验证验证 机械能守恒定律”

10、实验实验 的实验误实验误 差的说说法正确的是( )A重物质质量的称量不准会造成较较大误误差B体积积一定的条件下重物质质量选选用得大些，有利于减小误误差C重物质质量大小不影响误误差大小D先释释放纸带纸带 后接通电电源会造成较较大误误差返回答案：BD返回返回例1 如图图457所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )图图457返回A甲图图中，物体A将弹弹簧压缩压缩 的过过程中，机械能守恒B乙图图中，物体B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时时，机械能守恒C丙图图中，不计计任何阻力时时A加速下落，B加速上升的过过程中，A、B组组成的系统统机械能守恒D丁图图中，小球沿水平面做均匀圆锥摆圆锥摆

11、 运动时动时 ，机械能守恒返回思路点拨拨 解答本题时应题时应 注意以下三点：(1)判断机械能守恒的研究对对象；(2)判断机械能守恒的研究过过程；(3)机械能守恒应满应满 足的条件。返回解析 甲图图中重力和弹弹力做功，物体A和弹弹簧组组成的系统统机械能守恒，但物体A机械能不守恒，A错误错误 ；乙图图中物体B除受重力外，还还受支持力、拉力、摩擦力，但当拉力与摩擦力相等时时，除重力之外的三个力做功的代数和为为0，故物体B机械能守恒，B正确；丙图图中绳绳子的张张力对对A做负负功，对对B做正功，两者代数和为为0，又不计计任何阻力，故A、B机械能守恒，C正确；丁图图中小球的动动能不变变，势势能不变变，故机

12、械能守恒，D正确。答案 BCD返回借题发挥题发挥 机械能守恒的条件不是合外力的功等于零，也不是合外力等于零；对对于单单个物体和地球构成的系统统，从做功的力的特点去分析，对对于多个物体构成的系统统，从能量转转化的角度去分析相对对比较简单较简单 。返回1(2011新课标全国卷)一蹦蹦极运动员动员 身系弹弹性蹦蹦极绳绳从水面上方的高台下落，到最低点时时距水面还还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员动员 可视为质视为质 点，下列说说法正确的是( )A运动员动员 到达最低点前重力势势能始终终减小B蹦蹦极绳张紧绳张紧 后的下落过过程中，弹弹性力做负负功，弹弹性势势能增加返回C蹦蹦极过过程中，运动员动员

13、、地球和蹦蹦极绳绳所组组成的系统统机械能守恒D蹦蹦极过过程中，重力势势能的改变变与重力势势能零点的选选取有关解析：运动员动员 在下落过过程中，重力做正功，重力势势能减小，故A正确。蹦蹦极绳张紧绳张紧 后的下落过过程中，弹弹性力向上，位移向下，弹弹性力做负负功，弹弹性势势能增加，故B正确。选选取运动员动员 、地球和蹦蹦极绳为绳为 一系统统，在蹦蹦极过过程中，只有重力和系统统内弹弹力做功，这这个系统统的机械能守恒，故C正确。重力势势能改变变的表达式为为Epmgh，由于h是绝对绝对 的，与选选取的重力势势能参考零点无关，故D错错。答案：ABC返回例2 如图图458所示，质质量为为m的木块块放在光滑的

14、水平桌面上，用轻绳绕过轻绳绕过 桌边边的定滑轮轮与质质量为为M的砝码码相连连。已知M2m，让绳让绳 拉直后使砝码码从静止开始下降h(此时竖时竖 直绳长绳长 小于桌高)的距离，木块块仍在桌面上，则则此时时砝码码的速度为为多大？思路点拨拨 对对木块块和砝码组码组 成的系统统，因只有砝码码重力做功，系统统的机械能守恒。图图458返回返回返回返回返回借题发挥题发挥 对对于多个物体组组成的系统统，研究对对象的选选取是解题题的关键环节键环节 ，若选单选单 个物体为为研究对对象时时，机械能可能不守恒，但选选此物体与其他几个物体组组成的系统为统为 研究对对象时时，机械能却是守恒的。返回2如图图459所示，质质

15、量为为m的物体，以某一初速度v0从A点向下在光滑的轨轨道中运动动，不计计空气阻力，若物体通过过半圆圆形轨轨道最低点B点时时的速度为为3，求：(1)物体在A点时时的速度v0。(2)物体离开C点后还还能上升多高？图图459返回返回例3 在“验证验证 机械能守恒定律”的实验实验 中，打点计计时时器所用电电源频频率为为50 Hz，当地重力加速度的值为值为 9.80 m/s2，测测得所用重物的质质量为为1.0 kg。甲、乙、丙三个学生分别别用同一装置打出三条纸带纸带 ，量出各纸带纸带 上第1、2两点间间的距离分别为别为 0.18 cm、0.18 cm和0.25 cm，可看出其中肯定有一个学生在操作上出现现了问题问题 ，出现现的问题问题 是_。若按实验实验 要求正确地选选出纸带纸带 如图图4510所示(相邻计邻计 数点的时间间时间间 隔为为0.02 s)，那么：返回图图4510(1)纸带纸带 的_端与重物相连连(填“左”或“右”)；(2)打点计时计时 器打下计计数点B时时，重