高一下学期物理人教版（2019）必修第二册8.4 机械能守恒定律 课件(共19张PPT)

(共19张PPT)
引入新课：
【情境思考】
　用细绳把大钢球吊在高处,并把大钢球拉到鼻子尖前释放,保持头的位置不动,大钢球摆回来时,会打到鼻子吗
8.4 机械能守恒定律
【学习目标】
1、物理观念：知道机械能概念和表达式，理解机械 能守恒定律的内容，表达式和条件。
2、经历科学探究的过程，学会科学探究的方法：观 察现象、提出问题、猜想假设、理论分析验证、得 出结论、推广应用。
3、了解人们追寻守恒量和建立能量概念的漫长过程，学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析解决实际问题。
演示实验1：
追寻守恒量
演示实验2：
在这两个过程中有什么量保持不变？存在什么相同的规律？
一、观察实验现象，提出问题：
如果没有空气阻力和摩擦力，小球必将准确的终止于它开始运动时的高度，不会更高一点，也不会更低一点
如果没有空气阻力和摩擦力，小滑块好像能记住它的初始位置似的，小滑块速度减到零所到达的位置，既不会比A(B)点更远，也不会比A(B)点更近
光滑斜面，小球运动过程中（下滑和上滑），涉及哪些能量？这些能量怎么变？猜想一下有哪个量是不变的？
二、猜想假设
猜想：小球的重力势能与动能之和保持不变
重力势能（EP），动能（ EK ），
下滑过程动能增加，重力势能减少，重力势能转化为动能。
上滑过程动能减少，重力势能增加，动能转化为重力势能
小滑块在弹簧弹力作用下，沿光滑水平面来回滑动的过程中，涉及哪些能量？这些能量怎么变？猜想一下有哪个量是不变的？
猜想：弹性势能与动能之和保持不变
二、猜想假设
弹性重力势能（EP），动能（ EK）
A-O过程动能增加，弹性势能减少， 弹性势能转化为动能。
O-B过程弹性势能增加，动能减少，动能转化为弹性势能。
引入新的物理量---机械能
1.概念：
2.表达式：
机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称， 用符号 E 表示
三、理论分析，推导验证： ----机械能守恒定律的推导
B
A
h1
h2


如果在物体沿左边斜面（光滑）下滑的过程任取两个位置A和B：假设物体处在位置A时速度为V1，距离水平面的高度是h1，处在B位置时速度为v2，距离水平面的高度为h2
（1）分析物体由A运动到B的过程中的受力情况及各力做功情况，并列出动能定理的方程。
（2）列出这个过程中重力做功与重力势能变化的关系式。
（3）根据（1）（2）判断物体在位置A时的机械能和在位置B时的机械能是否相等。
合作探究一：分析伽利略理想斜面实验中小球机械能是否不变
（重力势能与动能间的相互转化）
三、理论分析，推导验证：----机械能守恒定律的推导
B
A
h1
h2


G
FN
重力做功在数值上等于物体重力势能的减少量
WG=mgh1-mgh2

由动能定理得：
末状态
初状态
自由落体运动
沿光滑的曲面下滑
三、理论分析，推导验证：----机械能守恒定律的推导
沿粗糙斜面下滑的过程

重力做功在数值上等于物体重力势能
的减少量W=mgh1-mgh2

重力势能与动能间的相互转化
h1
h2
A
B
G
G
FN
V2
V1
G
FN
F阻



通过以上分析填写下表，并思考讨论:
什么条件下机械能守恒？
自由落体 光滑曲面（斜面）上 粗糙斜面上
受力情况
有哪些力做功
机械能是否守恒
只受重力
重力、支持力
重力、支持力、摩擦力
只有重力做功
只有重力做功
重力，摩擦力都做功
守恒
守恒
不守恒
结论：在只有重力做功的物体系统内，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变
只有重力做功
只受重力
除受重力外还受其它力，但是其它力不做功
在动能和重力势能相互转化的系统中机械能守恒的条件是什么？
用我们得出来的结论解释一下以下两个现象：
（1）伽利略理想斜面实验中 “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他开始运动时的高度，不会更高一点，也不会更低一点”
（2）演示实验1中，第一次上升的高度接近初始高度，后来上升的高度越来越低。
（1）机械能守恒mgh1+0=mgh2+0 h1 =h2
（2）机械能不守恒mgh1+0h2
在只有弹簧弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变
Ek2+EP2＝Ek1+EP1
弹性势能与动能间相互转换
动能定理：
功能关系：
三、理论分析，推导验证：----机械能守恒定律的推导
G
FN
T弹
f
Wf+
1、内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
2、守恒条件:只有重力做功或弹力做功
3、表达式：
（1）E1= E2 EK1＋EP1=EK2＋EP2
四、得出规律-----机械能守恒定律
(物体可还受其他力，但其他力不做功）
（2） EP=- EK
（ EP增= EK 减 或 EP减= EK 增）
（守恒思想）
（转换思想）
例题 把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆。摆长为L，最大偏角为θ。（不计空气阻力）（1）分析小球在摆动过程中受到哪些力，及各力做功情况，并判断摆动过程中小球机械能是否守恒。（2）小球运动到最底位置时的速度是多大？
G
F
拉力F不做功，只有重力G做功，小球机械能守恒。
以最低点O为参考平面。
五、规律的应用-----运用机械能守恒定律解决问题
+0

思考：解释小球摆回来时为什么碰不到鼻尖？
学生课堂小结
1、本节课你学到了哪些知识？
2、本节课你学到了哪些方法？
3、本节课你理解的非常透彻非常清晰的知识或方法有哪些？还存在的疑问是什么？
谢 谢