2022-2023学年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（20张PPT)
文档属性
| 名称 | 2022-2023学年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（20张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 265.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-04-13 19:59:40 | ||
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文档简介
(共17张PPT)
机械能守恒定律
二、机械能守恒定律的条件
三、解题要点
一、机械能守恒定律
回顾：
1、本章我们学习了哪几种形式的能？
动能、重力势能、弹性势能
2、动能和重力势能如何表示？
1. 机械能相互转化
2. 机械能守恒定律
与物体的机械运动有关的能称之为机械能。动能和势能统称为机械能。
如图所示，小球在运动过程中，重力势能和动能不断转化。
如图所示，质量为m 的物体，从高处自由下落，当它位于A 点时的机械能为
G
h
v
1
1
A
一、机械能守恒定律
* 如果 Flash 动画无法正常显示，请点击这里
当物体下落到B 点时的机械能为
G
h
v
1
1
A
h
v
2
2
B
从A 到B ，重力做的功为
所以
在只有重力做功的条件下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。这个结论叫做机械能守恒定律。
二、机械能守恒定律的条件
（1）在只受重力做功的条件下，物体的机械能守恒。
（2）物体在只有弹力做功的情况下，只发生动能和弹性势能之间的相互转化，物体的机械能也守恒。
* 如果 Flash 动画无法正常显示，请点击这里
内容：
在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。
表达式：
【例1】以9.8 m /s 的初速度竖直上抛质量为200 g 的小球，不计空气阻力，求:（1）此球所能达到最大高度 ; （2）当它达到最大高度一半时，它的动能和重力势能各是多少？
分析：小球在竖直上升过程中，不计空气阻力，小球只受重力作用，所以机械能守恒。
G
h
v = 0
h
v
1
1
小球在竖直上升过程中，其动能减少，重力势能增加，动能转化为重力势能。当小球的动能全部转化为重力势能时,小球不能再升高了，这时小球所在的高度h ，就是它所能达到的最大高度。
到达最大高度时的机械能为
（2）当小球达到最大高度一半时，它的重力势能是
此时小球的动能为
根据机械能守恒定律有
解:（1）取抛出点为零势能面。
抛出点的机械能为
1. 根据题意，选取研究对象。
2. 分析研究对象在运动过程中所受各个力的做功情况，判断是否符合机械能守恒定律的条件。
3. 若符合定律成立的条件，先要选取合适的零势能面，确定研究对象在运动过程中的初、末状态的机械能值。
4. 根据机械能守恒定律列出方程，并代入数值求解。
三、解题要点
分析：由于斜面是光滑的，不计摩擦力，又不计空气阻力，因此，物体在运动过程中只受重力G 和斜面的支持力FN 二个力的作用。因为支持力与物体的运动方向垂直,不做功，物体在下滑过程中只有重力做功，所以可以用机械能守恒定律求解。
h
【例2】一个物体从光滑斜面顶端由静止开始下滑，如图所示。斜面高1 m , 长2 m，不计空气阻力, 物体滑到斜面底端的速度是多大？
G
F
N
解：设物体的质量为m ，到达斜面底端时速度为v，物体在初状态时的机械能为
根据机械能守恒定律有
末状态时的机械能为
1. 在下面各实例中，哪些过程机械能是守恒的，哪些是不守恒的？为什么？
（1）物块沿光滑斜面下滑；
（2）物块沿斜面匀速下滑；
（3）物体做自由落体运动；
（4）跳伞运动员在空中张开降落伞后匀速下落。
2. 运动员用手把离地1.6 m 高处的铅球推出去，使之获得 5 m/s 的斜向上方的初速度，不计空气阻力，求铅球落地时的速度。
练 习
3、如图所示，在竖直平面内有一段四分之一圆弧轨道，半径OA在水平方向，一个小球从顶端A点由静止开始下滑，已知轨道半径R＝10cm，不计摩擦，求小球刚离开轨道底端B点时的速度大小？
分析：以小球为研究对象，小球在轨道上作变速圆周运动，受到重力和支持力作用，支持力是一个大小、方向均改变的力，但因其方向始终垂直于小球的运动方向，所以支持力对小球不做功（这是难点），全程只有重力作功，所以该题可用机械能守恒定律求解。
4、如图所示，物体A、B用绳子连接穿过定滑轮，已知mA=2mB, 绳子的质量不计，忽略一切摩擦，此时物体A、B距地面高度均为H，释放A，求当物体A刚到达地面时的速度多大（设物体B到滑轮的距离大于H）？
分析：以物体A为研究对象，它受到重力和拉力作用，其中重力做正功，拉力做负功，物体A的机械能不守恒。以物体B为研究对象，它受到重力和拉力作用，其中重力做负功，拉力做正功，物体B的机械能不守恒。
因为对物体A来讲，拉力对它作的功为－FH，对物体B来讲，拉力对它作的功为FH，其代数和为0。也就是说若以物体A、B（含地球）这个大系统为研究对象可得运动过程中只有两物体的重力做功，没有其他外力做功，这个系统的机械能守恒。
2、机械能守恒定律
1、机械能
课堂小结
概 念：
表达式：
机械能是标量，具有相对性
机械能守恒的三种表达式
1、系统初状态总机械能E1等于末状态机械能E2，
即E1 ＝ E2 或
2、系统改变的总势能等于系统改变的总动能，
即 －ΔEP=ΔEK
3、若系统只有A、B两物体，则A改变的机械能等于
B改变的机械能，即 － ΔEA= ΔEB
再 见
机械能守恒定律
二、机械能守恒定律的条件
三、解题要点
一、机械能守恒定律
回顾：
1、本章我们学习了哪几种形式的能？
动能、重力势能、弹性势能
2、动能和重力势能如何表示？
1. 机械能相互转化
2. 机械能守恒定律
与物体的机械运动有关的能称之为机械能。动能和势能统称为机械能。
如图所示，小球在运动过程中，重力势能和动能不断转化。
如图所示，质量为m 的物体，从高处自由下落，当它位于A 点时的机械能为
G
h
v
1
1
A
一、机械能守恒定律
* 如果 Flash 动画无法正常显示，请点击这里
当物体下落到B 点时的机械能为
G
h
v
1
1
A
h
v
2
2
B
从A 到B ，重力做的功为
所以
在只有重力做功的条件下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。这个结论叫做机械能守恒定律。
二、机械能守恒定律的条件
（1）在只受重力做功的条件下，物体的机械能守恒。
（2）物体在只有弹力做功的情况下，只发生动能和弹性势能之间的相互转化，物体的机械能也守恒。
* 如果 Flash 动画无法正常显示，请点击这里
内容：
在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。
表达式：
【例1】以9.8 m /s 的初速度竖直上抛质量为200 g 的小球，不计空气阻力，求:（1）此球所能达到最大高度 ; （2）当它达到最大高度一半时，它的动能和重力势能各是多少？
分析：小球在竖直上升过程中，不计空气阻力，小球只受重力作用，所以机械能守恒。
G
h
v = 0
h
v
1
1
小球在竖直上升过程中，其动能减少，重力势能增加，动能转化为重力势能。当小球的动能全部转化为重力势能时,小球不能再升高了，这时小球所在的高度h ，就是它所能达到的最大高度。
到达最大高度时的机械能为
（2）当小球达到最大高度一半时，它的重力势能是
此时小球的动能为
根据机械能守恒定律有
解:（1）取抛出点为零势能面。
抛出点的机械能为
1. 根据题意，选取研究对象。
2. 分析研究对象在运动过程中所受各个力的做功情况，判断是否符合机械能守恒定律的条件。
3. 若符合定律成立的条件，先要选取合适的零势能面，确定研究对象在运动过程中的初、末状态的机械能值。
4. 根据机械能守恒定律列出方程，并代入数值求解。
三、解题要点
分析：由于斜面是光滑的，不计摩擦力，又不计空气阻力，因此，物体在运动过程中只受重力G 和斜面的支持力FN 二个力的作用。因为支持力与物体的运动方向垂直,不做功，物体在下滑过程中只有重力做功，所以可以用机械能守恒定律求解。
h
【例2】一个物体从光滑斜面顶端由静止开始下滑，如图所示。斜面高1 m , 长2 m，不计空气阻力, 物体滑到斜面底端的速度是多大？
G
F
N
解：设物体的质量为m ，到达斜面底端时速度为v，物体在初状态时的机械能为
根据机械能守恒定律有
末状态时的机械能为
1. 在下面各实例中，哪些过程机械能是守恒的，哪些是不守恒的？为什么？
（1）物块沿光滑斜面下滑；
（2）物块沿斜面匀速下滑；
（3）物体做自由落体运动；
（4）跳伞运动员在空中张开降落伞后匀速下落。
2. 运动员用手把离地1.6 m 高处的铅球推出去，使之获得 5 m/s 的斜向上方的初速度，不计空气阻力，求铅球落地时的速度。
练 习
3、如图所示，在竖直平面内有一段四分之一圆弧轨道，半径OA在水平方向，一个小球从顶端A点由静止开始下滑，已知轨道半径R＝10cm，不计摩擦，求小球刚离开轨道底端B点时的速度大小？
分析：以小球为研究对象，小球在轨道上作变速圆周运动，受到重力和支持力作用，支持力是一个大小、方向均改变的力，但因其方向始终垂直于小球的运动方向，所以支持力对小球不做功（这是难点），全程只有重力作功，所以该题可用机械能守恒定律求解。
4、如图所示，物体A、B用绳子连接穿过定滑轮，已知mA=2mB, 绳子的质量不计，忽略一切摩擦，此时物体A、B距地面高度均为H，释放A，求当物体A刚到达地面时的速度多大（设物体B到滑轮的距离大于H）？
分析：以物体A为研究对象，它受到重力和拉力作用，其中重力做正功，拉力做负功，物体A的机械能不守恒。以物体B为研究对象，它受到重力和拉力作用，其中重力做负功，拉力做正功，物体B的机械能不守恒。
因为对物体A来讲，拉力对它作的功为－FH，对物体B来讲，拉力对它作的功为FH，其代数和为0。也就是说若以物体A、B（含地球）这个大系统为研究对象可得运动过程中只有两物体的重力做功，没有其他外力做功，这个系统的机械能守恒。
2、机械能守恒定律
1、机械能
课堂小结
概 念：
表达式：
机械能是标量，具有相对性
机械能守恒的三种表达式
1、系统初状态总机械能E1等于末状态机械能E2，
即E1 ＝ E2 或
2、系统改变的总势能等于系统改变的总动能，
即 －ΔEP=ΔEK
3、若系统只有A、B两物体，则A改变的机械能等于
B改变的机械能，即 － ΔEA= ΔEB
再 见