《高中物理 第2章 能的转化与守恒 第3节 能量守恒定律课件 鲁科版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 第2章 能的转化与守恒 第3节 能量守恒定律课件 鲁科版必修2（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课下作业综合提升课下作业综合提升第第2 2章章第第3 3节节新知预习新知预习巧设计巧设计名师课堂名师课堂一点通一点通创新演练创新演练大冲关大冲关要点一要点一要点二要点二随堂检测归纳小结随堂检测归纳小结要点三要点三1理解动能和势能的相互转化、知道机械理解动能和势能的相互转化、知道机械能包括动能和势能。能包括动能和势能。2通过实验验证机械能守恒定律，培养学通过实验验证机械能守恒定律，培养学生收集数据、分析论证的能力。生收集数据、分析论证的能力。3理解机械能守恒的条件、公式，能应用理解机械能守恒的条件、公式，能应用机械能守恒定律分析解决实际问题，学机械能守恒定律分析解决实际问题，学会用守恒观点看待问
2、题。会用守恒观点看待问题。读教材读教材填要点填要点一、机械能守恒定律一、机械能守恒定律机械能机械能守恒定守恒定律的推律的推导及表导及表达式达式如图如图231所示，一个质量为所示，一个质量为m的的物体自由下落，经过高度为物体自由下落，经过高度为h1的的A点点(初位置初位置)时速度为时速度为v1，下落到高度为，下落到高度为h2的的B点点(末位置末位置)时速度为时速度为v2 重力重力Ek1Ep1二、能量守恒定律二、能量守恒定律1内容内容能量既不能凭空产生，也不能凭空能量既不能凭空产生，也不能凭空，它只能从一，它只能从一种形式种形式另一种形式，或从一个物体另一种形式，或从一个物体另一个另一个物体，在转
3、化或转移的过程中其总量保持不变。物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变。2意义意义能量守恒定律是自然界最普遍、最基本的规律之一，能量守恒定律是自然界最普遍、最基本的规律之一，它的发现和应用，为它的发现和应用，为的沟通与联系提供了桥梁。的沟通与联系提供了桥梁。3永动机永动机永远都不可能制成不消耗任何永远都不可能制成不消耗任何却能持续不断地对却能持续不断地对外做功的永动机。外做功的永动机。消失消失转化为转化为转移到转移到不同学科不同学科能量能量试身手试身手夯基础夯基础1在在“验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律”的实验中：的实验中：(1)从下列器材中选出实验所必需的，其编号为从下列器材中选出实验
4、所必需的，其编号为_。A打点计时器打点计时器(包括纸带包括纸带)B重物重物C天平天平D毫米刻度尺毫米刻度尺E停表停表F运动小车运动小车(2)打点计时器的安装放置要求为打点计时器的安装放置要求为_；开始打点计；开始打点计时的时候，应先时的时候，应先_，然后，然后_。(3)实验中产生系统误差的原因主要是实验中产生系统误差的原因主要是_，使重物获得动能往往使重物获得动能往往_。为减小。为减小误差，悬挂在纸带下的重物应选择误差，悬挂在纸带下的重物应选择_。答案：答案：见解析见解析2关于机械能守恒定律的适用条件，以下说法中正确的有关于机械能守恒定律的适用条件，以下说法中正确的有()A只有重力和弹力作用时
5、，机械能守恒只有重力和弹力作用时，机械能守恒B当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能依当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能依然守恒然守恒C当有其他外力作用时，只要除了重力以外的其他外当有其他外力作用时，只要除了重力以外的其他外力做的功为零，机械能守恒力做的功为零，机械能守恒D炮弹在空中飞行时不计空气阻力，仅受重力作用，炮弹在空中飞行时不计空气阻力，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒所以爆炸前后机械能守恒解析：解析：机械能守恒的条件是机械能守恒的条件是“只有重力和弹力做功只有重力和弹力做功”，不是，不是“只有重力和弹力作用只有重力和弹力作用”，应该知道作用和做功是两个完全不，应该知道
6、作用和做功是两个完全不同的概念，有力不一定做功，故同的概念，有力不一定做功，故A是错误的；力为零，是物是错误的；力为零，是物体的加速度为零，是物体处于静止或匀速直线运动的另外体的加速度为零，是物体处于静止或匀速直线运动的另外表达，不是机械能守恒的条件，故表达，不是机械能守恒的条件，故B错误；错误；C中虽有其他外中虽有其他外力，且其他外力做功，但除重力以外的其他外力做功总和力，且其他外力做功，但除重力以外的其他外力做功总和为零，故机械能守恒，故为零，故机械能守恒，故C正确；正确；D中由于炮弹爆炸时，大中由于炮弹爆炸时，大量的化学能转化为炮弹的内能和动能，故机械能是不守恒量的化学能转化为炮弹的内能
7、和动能，故机械能是不守恒的，故的，故D错误。错误。答案：答案：C验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律3实验器材实验器材铁架台铁架台(带铁夹带铁夹)、电磁打点计时器、重锤、电磁打点计时器、重锤(带纸带夹子带纸带夹子)、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源(46V)。4实验步骤实验步骤(1)安装置：按图安装置：按图232将检查、调整好将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。(2)打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重打纸带：将纸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用手提物上
8、，另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落。先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落。图图2326注意事项注意事项(1)打点计时器要稳定地固定在铁架台上，打点计时器打点计时器要稳定地固定在铁架台上，打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，以减小摩擦阻力。平面与纸带限位孔调整在竖直方向，以减小摩擦阻力。(2)应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力的影响相对减小，增大密度可
9、以减小体积，可使空气阻力减小。减小。(3)实验中，需保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直，实验中，需保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直，待接通电源，打点计时器工作稳定后，再松开纸带。待接通电源，打点计时器工作稳定后，再松开纸带。1(1)如图如图233某同学探究某同学探究“动能与动能与重力势能的转化和守恒重力势能的转化和守恒”实验中，下面哪些实验中，下面哪些测量工具是必需的测量工具是必需的()A天平天平B弹簧测力计弹簧测力计C刻度尺刻度尺D秒表秒表图图233(2)在一次实验中，质量在一次实验中，质量m1kg的重的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图如图23
10、4所示所示(相邻计数点时间间隔为相邻计数点时间间隔为0.02s)，单位，单位cm，那么：，那么：图图234纸带的纸带的_端与重物相连；端与重物相连；打点计时器打下计数点打点计时器打下计数点B时，物体的速度时，物体的速度vB_；从起点从起点O到打下计数点到打下计数点B的过程中物体势能减少量是的过程中物体势能减少量是Ep_，此过程中物体动能的增加量，此过程中物体动能的增加量Ek_(g取取9.8m/s2)通过计算，数值上通过计算，数值上Ek_Ep(填填“”“”“”)，这是因为这是因为_；实验的结论是实验的结论是_。答案答案(1)C(2)左左vB0.98m/sEp0.49J，Ek0.48J，重物下落时
11、受阻力作用，重物下落时受阻力作用在误差允许在误差允许范围内，重物下落过程中机械能守恒。范围内，重物下落过程中机械能守恒。机械能守恒的条件及研究对象机械能守恒的条件及研究对象1研究对象研究对象(1)当只有重力做功时，可取一个物体当只有重力做功时，可取一个物体(其实是物体与地球其实是物体与地球构成的系统构成的系统)作为研究对象。作为研究对象。(2)当物体之间的弹力做功时，必须将这几个物体构成的当物体之间的弹力做功时，必须将这几个物体构成的系统作为研究对象系统作为研究对象(使这些弹力成为系统内力使这些弹力成为系统内力)。2守恒条件守恒条件(1)从能量特点看：只有系统动能和势能相互转化，无其从能量特点
12、看：只有系统动能和势能相互转化，无其他形式能量之间他形式能量之间(如内能如内能)转化，则系统机械能守恒。如果物体转化，则系统机械能守恒。如果物体间发生相互碰撞，物体间发生相对运动且相互间有摩擦力存在，间发生相互碰撞，物体间发生相对运动且相互间有摩擦力存在，机械能一般不守恒。机械能一般不守恒。(2)从机械能的定义看动能与势能之和是否变化。如果一从机械能的定义看动能与势能之和是否变化。如果一个物体沿斜面匀速个物体沿斜面匀速(或减速或减速)滑下，动能不变滑下，动能不变(或减小或减小)，势能减，势能减小，则机械能减小。一个物体沿水平方向匀速运动时机械能小，则机械能减小。一个物体沿水平方向匀速运动时机械
13、能守恒，沿竖直方向匀速运动时机械能不守恒。守恒，沿竖直方向匀速运动时机械能不守恒。(3)从做功特点看：只有重从做功特点看：只有重力和系统内的弹力做功。具体力和系统内的弹力做功。具体表现在：表现在：只受重力只受重力(或系统内或系统内的弹力的弹力)。如做抛体运动的物体。如做抛体运动的物体(不计阻力不计阻力)。还受其他力，但还受其他力，但只有重力只有重力(或系统内的弹力或系统内的弹力)做功，如图做功，如图235甲、乙所示。甲、乙所示。图图235系统的内力做功，但是做功代数和为零，系统机械系统的内力做功，但是做功代数和为零，系统机械能守恒。如图能守恒。如图236丙中拉力对丙中拉力对A、对、对B做功不为
14、零，但代做功不为零，但代数和为零，数和为零，AB系统机械能守恒。如图系统机械能守恒。如图236丁所示，丁所示，A、B间及间及B与接触面之间均光滑，与接触面之间均光滑，A自自B的上端自由下滑时，的上端自由下滑时，B沿地面滑动，沿地面滑动，A、B之间的弹力做功，对之间的弹力做功，对A或或B机械能均不守机械能均不守恒，但对恒，但对A、B组成的系统机械能守恒。组成的系统机械能守恒。图图236名师点睛名师点睛(1)绝不能将机械能守恒的条件理解为合外力不做功或绝不能将机械能守恒的条件理解为合外力不做功或合外力为零。合外力为零。(2)如果物体或系统的机械能发生变化，必定有除重力如果物体或系统的机械能发生变化
15、，必定有除重力和系统内的弹力之外的其他力做功。和系统内的弹力之外的其他力做功。2.如图如图237所示，一轻弹簧固定于所示，一轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力。度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力。在重物由在重物由A点摆向最低点点摆向最低点B的过程中，下列的过程中，下列说法正确的是说法正确的是()A重物的机械能守恒重物的机械能守恒B重物的机械能增加重物的机械能增加C重物的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变重物的重力势能与弹簧的弹性势能之和
16、不变D重物与弹簧组成的系统机械能守恒重物与弹簧组成的系统机械能守恒图图237思路点拨思路点拨确定研究对象，判断机械能是否守恒，分析确定研究对象，判断机械能是否守恒，分析重物从重物从A到到B的过程中有哪些力做功。的过程中有哪些力做功。解析解析重物由重物由A点下摆到点下摆到B点的过程中，弹簧被拉长，弹点的过程中，弹簧被拉长，弹簧的弹力对重物做了负功，所以重物的机械能减少，故选项簧的弹力对重物做了负功，所以重物的机械能减少，故选项A、B错误；此过程中，由于只有重力和弹簧的弹力做功，所以重错误；此过程中，由于只有重力和弹簧的弹力做功，所以重物与弹簧所组成的系统机械能守恒，即重物减少的重力势能，物与弹簧
17、所组成的系统机械能守恒，即重物减少的重力势能，等于重物获得的动能与弹簧增加的弹性势能之和，故选项等于重物获得的动能与弹簧增加的弹性势能之和，故选项C错错误，误，D正确。正确。答案答案D判断物体或系统机械能是否守恒，一定要根据物体或判断物体或系统机械能是否守恒，一定要根据物体或系统动能和势能之和是否变化或机械能守恒的条件来判断。系统动能和势能之和是否变化或机械能守恒的条件来判断。1表达式及特点表达式及特点机械能守恒定律的应用机械能守恒定律的应用表达式表达式特点特点Ek1Ep1Ek2Ep2或或E初初E末末(从不同状态看从不同状态看)即初状态的机械能等于末即初状态的机械能等于末状态的机械能状态的机械
18、能Ek2Ek1Ep1Ep2或或EkEp(从转化角度看从转化角度看)即过程中动能的增加量等即过程中动能的增加量等于势能的减少量于势能的减少量EA2EA1EB1EB2或或EAEB(从转移角度看从转移角度看)即系统只有即系统只有A、B两物体两物体时，时，A增加的机械能等于增加的机械能等于B减少的机械能减少的机械能2应用机械能守恒定律解题的一般步骤是应用机械能守恒定律解题的一般步骤是(1)选取系统对象，确定研究过程；选取系统对象，确定研究过程；(2)进行受力分析，考查守恒条件；进行受力分析，考查守恒条件；(3)选取零势能平面，确定初、末状态机械能；选取零势能平面，确定初、末状态机械能；(4)运用守恒定
19、律，列出方程求解。运用守恒定律，列出方程求解。名师点睛名师点睛用机械能守恒定律解题应遵守：用机械能守恒定律解题应遵守：(1)参考平面的选取以解题的方便为原则，一般以物体参考平面的选取以解题的方便为原则，一般以物体经过最低点的所在水平面为参考平面。经过最低点的所在水平面为参考平面。(2)由参考平面和参考系确定初、末状态的机械能。由参考平面和参考系确定初、末状态的机械能。3.如图如图238所示，物体所示，物体A和和B系在跨过定系在跨过定滑轮的细绳两端，物体滑轮的细绳两端，物体A的质量的质量mA1.5kg，物体，物体B的质量的质量mB1kg。开始时把。开始时把A托起来，使托起来，使B刚好刚好与地面接
20、触，此时物体与地面接触，此时物体A离地面高度为离地面高度为h1m，放手让放手让A从静止开始下落，从静止开始下落，g取取10m/s2，求：，求：(1)当当A着地时，着地时，A的速度多大？的速度多大？(2)物体物体A落地后，落地后，B还能上升多高？还能上升多高？审题指导审题指导解好本题要分清两个过程，第一个过程是解好本题要分清两个过程，第一个过程是系统机械能守恒系统机械能守恒(EA，EB)，第二个过程是利用物体，第二个过程是利用物体B的机的机械能守恒解决问题。械能守恒解决问题。图图238答案答案(1)2m/s(2)0.2m1机械能守恒不仅仅指某两个状态的机械能相等，而机械能守恒不仅仅指某两个状态的
21、机械能相等，而是过程中任何状态的机械能都相等，运用时必须先判断是否是过程中任何状态的机械能都相等，运用时必须先判断是否满足守恒条件。满足守恒条件。2研究几个物体组成系统时，如果每个物体机械能都研究几个物体组成系统时，如果每个物体机械能都变化，但系统的总机械能不变，也可对系统应用机械能守恒变化，但系统的总机械能不变，也可对系统应用机械能守恒定律。定律。3重力重力(或弹力或弹力)做功只引起动能和势能的相互转化，其做功只引起动能和势能的相互转化，其他力做功将引起机械能与其他形式能量的相互转化，在分析他力做功将引起机械能与其他形式能量的相互转化，在分析问题时，要建立起能量守恒的观点。问题时，要建立起能量守恒的观点。
