课件31张PPT。1第3节 能量守恒定律
第1课时 实验：探究动能与重力势
能的转化和守恒21.通过生活中的实例，体会在一定的条件下，动能与势能是可以相互转化的，让学生了解到物理规律源于生产、生活实践。
2.探究动能与重力势能的转化与守恒。
3.理解实验原理、掌握实验方法，培养学生收集数据、分析论证的能力。
4.会处理实验所得到的数据并得出正确结论。3动能和重力势能可以相互转化456在上、下坡的山路上骑自行车，动能和势能均发生变化。7物体的动能和重力势能可以相互转化，
那么动能和重力势能之和将会怎样变化呢?
下面我们通过实验来验证这个问题。8本实验借助于重物的自由下落验证：动能和重力势能相互转化过程中，它们的总和保持不变。实验目的9设小球下落时先后经历了A、B两点。因为只有重力做功，根据动能定理有:v1v2B又根据重力做功与重力势能的变化关系有：（选地面为参考面）由①②两式得：减少的重力势能等于增加的动能。推
导
过
程10 （1） 在自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以
相互转化。设物体的质量为m，下落距离为h时物体的瞬时
速度为v，则物体的势能减少了mgh，动能增加了 ，故
有【实验原理】mgh＝ 。11要判断上式是否成立，需要测量哪些物理量？如何测量这些物理量？（2）在纸带上任意选取一点A作为参考点，计算出打该点时重物的动能，在纸带上再选一点B，计算出B点的动能和重力势能之和，然后和A点的相比较。12需 要 测 量：所选参考点A及B点的速度、各点到参考点A的距离。h13测量这些物理量，需要哪些器材？重物、打点计时器、纸带、交流电源、铁架台、夹子、毫米刻度尺实验器材打点14实验步骤：①按照如上图所示装置安装打点计时器。
②将纸带穿过计时器，下端与重物相连，使重物尽量靠近计时器。
③接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带。
④及时切断电源，取下纸带，标上纸带号。
⑤更换纸带，重复以上步骤，实验三次。
⑥整理器材，使器材复位。15数据处理：（方法一） 在打好点的纸带中挑选“点迹清楚且第一、二两点间距离约为2mm”的一条纸带，记下第一个点的位置O，并在纸带上从任意点开始依次选取几个连续的点1、2、3……并用刻度尺依次测出各点到位置O的距离，这些距离就是物体运动到点1、2、3……时下落的高度h1、h2、h3……就可求出重力势能的减少量，计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3……即可求出该点的动能。16表一17我们可以选取A、B两点，比较它们的机械能EA和EB,以点B为零势能参考点，则有：
EkA＋mgh＝EkB数据处理：（方法二）18表二19结 论： 在误差允许的范围内，物体在自由下落的过程中，动能和重力势能之和保持不变。20(1)多次测量长度，减少偶然误差。
(2)实际上重物和纸带下落过程中要克服阻力(主要是打点计时器的阻力)做功，故动能的增加量ΔEK必定稍小于势能的减少量ΔEP，这属于系统误差。【误差分析】211.选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？ 我们要求重物做自由落体运动，而阻力是不可避免地存在的，为了减少阻力对实验的影响，应选用重一点的重物。问题与讨论222.安装打点计时器时，应注意什么问题？
计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，计时器要固定在铁架台上，并将计时器伸出桌外。
3.这样做的目的是什么?
减小纸带与限位孔的摩擦带来的实验误差；保证重物有足够的下落空间，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算。234.实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？
先通电源，再释放纸带。
5.释放纸带时应注意什么问题？
释放纸带前，重物应靠近打点计时器，以便能打出较多的点。拉稳纸带的上端，纸带要在竖直方向上，确保重物由静止释放。241.在“验证机械能转化与守恒”的实验中，下列操作正确的是( )
A．先释放重物，后接通电源
B．用秒表测量重物下落的时间
C．打完一条纸带后，立即切断电源
D．选用重锤后要称质量 C252.在“验证机械能的转化和守恒”的实验中，已知打点计
时器所用的电源的频率为50Hz，查得当地重力加速度为
g=9.8m/s2,测得所用的重物的质量为1.00kg。实验中得到
一条如图所示点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连
续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、
C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、
85.73cm，根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力
势能的减少量等于______焦，动能的增加量等于______焦。
(取3位有效数字)7.627.57262.332.3123.在“验证机械能的转化和守恒"的实验中,已知打点计时
器所用电源的频率为50Hz ,查得当地的重力加速度g= 9.80m/s2 , 测得所用的重物的质量为1.00kg,实验运用公式
mv2/2=mgh时,从几条打上点的纸带中挑选第一第二点间的距
离接近______mm并且点迹清楚的纸带（如图所示）进行测
量，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测
量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为
19.63cm,23.74cm、28.22cm、33.12cm。根据以上数据，可
知重物由O点运动到B点，重力势能的减少量等于_____J，动
能的增加量等于_______J(取3位有效数字)。274.在机械能的转化和守恒实验中，要验证重锤下落时重力势能的减少量等于它动能的增加量，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余的或错误的有( )
A．用天平称出重锤的质量
B．把电火花计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来
C．把纸带的一端固定到重锤上，另一端穿过电火花计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度
D．接通电源，释放纸带
E．用秒表测出重锤下落的时间ABE285.下列关于“验证机械能的转化和守恒”的实验误差的说法中，正确的是（ ）
A.重物的质量测量不准会产生误差
B.重物的质量大一些,有利于减小误差
C.重物的质量小一些,有利于减小误差
D.先释放重物,后接通电源会造成较大误差B296.在“验证机械能守恒”的实验中选出一条纸带如图所示，
以O为起始点，A、B、C三个计数点.打点计时器接通50 Hz的
交流电，用最小刻度为毫米的刻度尺测得OA=11.13 cm、OB
＝17.75 cm、OC＝25.9 cm.这三个数据中不符合有效数字要
求的是______，应该写成________cm，在计数点A和B，B和C
之间还各有一个点，重锤的质量为m，根据以上数据，当振
针打至B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______，
这时它的动能增加了________.（g取9.80 m/s2）由此得出
的结论是____________________________________________
__________________________.OC25.901.74m1.70m 在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增量，物体机械能守恒301.自由下落的物体，动能和势能可以相互转化，且动能和重力势能之和不变。
2.由于摩擦阻力不可避免，所以动能的增加量实际上略小于重力势能的减小量。
3.实验应先接通电源后释放纸带。
4.该实验也可以用气垫导轨来验证。31不能把希望叫做白日做梦，
也不能把白日之梦叫做希望。 课件34张PPT。1第2课时 能量守恒定律21.理解机械能守恒定律的条件、公式，能用机械能守恒定律解释、分析生活和生产中的问题,学会用守恒的观点看待问题。
2.通过生产、生活实例，了解自然界中存在多种形式的能量。
3.理解能量守恒定律，知道能量守恒是最基本、最普遍的自然规律之一。3动能和重力势能间的转化4坠落的和平号空间站碎片5h1h2v1v2小球只在重力作用下自由下落WG= mv22 _ mv12 ①由重力做功与重力势能改变的关系知WG=mgh1 –mgh2 ②即 mv22+mgh2= mv12+mgh1小球下落过程中总机械能保持不变。重力做功WG,由动能定理得6一、机械能守恒定律1.机械能：动能和势能之和称为机械能。
2.定律的内容：
在只有重力(或弹力)做功的情况下，物体的动能和重力（或弹性）势能可以发生相互转化，但机械能的总量保持不变。73.机械能守恒的条件 （1）从做功的角度：对某一物体，若只有重力（或弹簧弹力）做功，其他力不做功（或其他力做功的代数和为零），则该物体机械能守恒．8（2）从能量转化角度：对某一系统，物体间只有动能和重力势能或弹性势能的相互转化，系统和外界没有与其它形式能量（如内能）之间的转化，则系统机械能守恒． 9 从系统的内、外力做功的角度看,只有重力、（弹簧）弹力做功，具体表现为三种情况：
(1)只受重力、（弹簧）弹力。
(2)还受其它力，但其它力不做功。
(3)其它力做功，但做功的代数和为零。4.机械能守恒条件的进一步理解10 数学表达式： （1）（2）(意义：前后机械能保持不变)（意义：势能的减小量等于动能的增加量）即：即：11例1.下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是（ ）
A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒
B.做匀变速直线运动的物体的机械能可能守恒
C.合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒
D.只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒BD12例2.一个物体从光滑斜面顶端由静止开始滑下（如图），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？ 解析：设物体的质量为m，物体下滑到斜面底端时的速度为v,选地面作为零势能参考面，
根据机械能守恒定律 Ek2+Ep2=Ek1+Ep1
即 mv2+0=0+mgh，解得13二、能量守恒定律 试分析运动员从起跳到入水的全过程中，有哪些能量发生了相互转化。14风力发电站15太阳能发电站16各种形式的能是可以相互转化的。电能转化为内能重力势能转化为电能17仔细观察下面的图片，说明它们具有哪种形式的能，涉及哪些形式的能量之间的转化。三.能量之间的转化1.汽艇在海上行驶——化学能转化为机械能2.用电照明——电能转化为光能（电磁能）3.篝火燃烧——化学能转化为内能和光能4.原子弹爆炸——核能转化为机械能18光合作用
光能 化学能 内能和机械能19做功的过程即能量转化的过程。 20 不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。做功的过程就是各种形式的能量之间转化（或转移）的过程，且做了多少功，就有多少能量发生转化（或转移），因此功是能量转化的量度。21 能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变。能量守恒定律的内容：22 能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大的飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的结果。它不仅是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。和谐美是科学的魅力所在．
恩格斯曾经把能量转化和守恒定律称为“伟大的运动基本规律”，认为它的发现是19世纪自然科学的三大发现之一。通过学习能量守恒定律，你受到了什么启示? 23 蒸汽机消耗煤炭，内燃机消耗汽油或柴油，电动机消耗电力，有没有一种机器，它不消耗任何燃料或动力，却可以不停地运转，源源不断地对外做功呢？这种机器被称为永动机。滚珠永动机24历史上的永动机磁力永动机??? 大约在1570年，意大利有一位教授叫泰斯尼尔斯，提出用磁石的吸力可以实现永动机。他的设计如图所示，A是一个磁石，铁球C受磁石吸引可沿斜面滚上去，滚到上端的E处，从小洞B落下，经曲面BFC返回，复又被磁石吸引，铁球就可以沿螺旋途径连续运动下去。25例3.指出下列现象中能量的转化或转移情况：
（1）人在跑步时，身体发热；（ ）
（2）风吹动帆船前进；（ ）
（3）放在火炉旁的冷水变热；（ ）
（4）电流通过灯泡，灯泡发光；（ ）
（5）植物进行光合作用。（ ）化学能转化为内能风的机械能转移到帆船上内能由火炉转移给水电能转化为光能光能转化为化学能26能量守恒定律1.内容：2.意义：3.永动机是不可能制成的。能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变。能量守恒定律的建立过程，是人类认识自然的一次重大的飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的结果．它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。271.如图所示，斜面体M置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体m由静止沿斜面下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是（ ）
A.物体m的重力势能减少，动能增大
B.物体m的重力势能完全转化为物体m的动能
C.物体m的机械能减少
D.物体m和斜面体M组成的系统机械能守恒MmACD282.如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上。其
正上方A位置有一只小球。小球从静止开始下落，在B位置
接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，
在D位置小球速度减小到零。小球下落阶段下列说法中正
确的是( )
A.在B位置小球动能最大
B.在C位置小球动能最大
C.从A→D位置小球重力势能的
减少量大于小球动能的增加量
D.从A→D位置小球重力势能的减
少量等于弹簧弹性势能的增加量BCD293.如图所示，一根不可伸长的柔软轻绳，跨过光滑定滑
轮，绳两端各系一小球a和b. a球质量为m，静置于地面；
b球质量为3m，用手托住，距地面高度为h，此时轻绳刚
好拉紧．从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为
( )
A．h B．1.5h
C．2h D．2.5h B304.（2012·西安高一检测）下列说法中正确的是（ ）
A. 不同形式能量的转化是通过做功来实现的
B. 做功的过程总是伴随着能量的变化
C.某种形式的能量增加10J，一定有其他形式的能量减少10J
D. 某个物体的能量减少10J，一定有其他物体的能量增加10JABCD315.如图所示，一物体以速度v0冲向光滑斜面AB，并能沿斜面升高h，下列说法正确的是( )
A．若把斜面从C点锯断，由机械能守恒定律知，物体冲出C点后仍能升高h
B．若把斜面弯成如图所示的半圆弧形，物体仍能沿AB′升高h
C．若把斜面从C点锯断或弯成如图所示的半圆弧形，物体都不能升高h，因为物体的机械能不守恒
D．若把斜面从C点锯断或弯成如图所示
的半圆弧形，物体都不能升高h，但物
体的机械能仍守恒D326．(2012湖州市高一检测)如图所示，在离地面h高处以初速度v,抛出一个质量为m的物体，不计空气阻力，取抛出位置为零势能面，则物体着地时的机械能为（ ）
A． B． C． D．B33一、机械能守恒定律1.内容：2.守恒条件：3.表达式:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2只有重力做功（或弹力做功）在只有重力(或弹力)做功的情况下，物体的动能和重力(或弹性)势能可以发生相互转化，但机械能的总量保持不变。34不能忍受批评，就无法尝试新事物。
