第八节 机械能守恒定律33张PPT

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名称 第八节 机械能守恒定律33张PPT
格式 zip
文件大小 7.8MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2018-06-29 17:07:47

文档简介

课件33张PPT。2.动能:3.重力做功与重力势能变化的关系:
重力做的功等于物体重力势能的减少量5.动能定理: 合力所做的总功等于物体动能的变化1.重力势能:复习回顾快速抢答4.弹力做功与弹性势能变化的关系:
弹力做的功等于弹性势能的的减少量功是能量转化的量度08奥运蹦床冠军何雯娜08奥运蹦床冠军何雯娜2.下落到接近蹦床的过程:
重力做正功,重力势能减少
动能增加1.(离开蹦床)上升过程:有初速度
重力做负功,重力势能增加
动能减少重力势能→动能动能→重力势能 动能 重力势能 动能 弹性势能一.机械能1.定义:2.表达式:机械能是动能、重力势能、弹性势能总和的统称, 用符号 E 表示 3.单位:焦耳解:(以10m高处为参考平面)4.机械能是标量,具有相对性小游戏:把重球拉至鼻尖由静止释放,小球来回摆动,重球会碰到鼻子吗?探究一:机械能守恒定律试分析:
1.小球受哪些力的作用?
2.哪些力对小球做功?
3.能量之间有转化吗?小球摆动实验mgF小球摆到另一侧相同高度说明了什么?设重力做功为WG,由动能定理可得自由落体由重力做功与重力势能变化的关系得,联立两式得:移项得探究一:机械能守恒定律设重力做功为WG,由动能定理可得自由落体由重力做功与重力势能变化的关系得,由以上得移项得E2=E1或探究一:机械能守恒定律探究一:机械能守恒定律思考:小球的机械能守恒吗?小球与弹簧组成的系统机械能守恒不守恒能量之间有转化吗?如何转化?结论:在只有弹力做功的物体系统内,动能与弹性势能可以相互转化,总的机械能保持不变。
探究一:机械能守恒定律二.机械能守恒定律1.内容: 在只有重力或弹簧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。设重力做功为WG,由动能定理可得自由落体由重力做功与重力势能变化的关系得,由以上得移项得E2=E1或探究二:机械能守恒定律的表达式探究二:机械能守恒定律的表达式2、机械能守恒定律的表达式:
系统的初状态的机械能的总和与末状态的机械能的总和相等。
需规定零势能面设重力做功为WG,由动能定理可得自由落体由重力做功与重力势能变化的关系得,由以上得探究二:机械能守恒定律的表达式探究二:机械能守恒定律的表达式2、机械能守恒定律的表达式:
系统的初状态的机械能与末状态的机械能的总和相等。
系统机械能守恒时,系统减少(或增加)的重力势能等于系统增加(或减少)的动能
无需规定零势能面弹簧被压缩的过程中,小球的机械能减小,弹簧的机械能增加,系统机械能守恒。
弹簧恢复原长的过程中,小球的机械能增加,弹簧的机械能减少,系统机械能守恒。探究二:机械能守恒定律的表达式探究二:机械能守恒定律的表达式2、机械能守恒定律的表达式:
系统的初状态的机械能与末状态的机械能的总和相等。
系统机械能守恒时,系统减少(或增加)的重力谁能等于系统增加(或减少)的动能
若系统有A、B两部分组成,则A部分物体机械能的增加量等于B部分物体机械能的减少量1、从做功角度判断:只有重力或弹力做功弹力:能够引起弹性势能变化的弹力,不包含支持力、绳的拉力之类的弹力(1)系统不受其他外力(2)系统受其他外力,但其他外力不做功单摆(3)系统受其他外力,但这些力做功的代数和为01、从做功角度判断:只有重力或弹力做功
(1)系统不受其他外力
(2)系统受其他外力,但这些力不做功
(3)系统受其他外力,但这些力做功的代数和为0.
2、从能量转化的角度判断:
只有系统内动能和势能的相互转化,无其他形式能量的转化
三.机械能守恒定律的条件下列所述的实例中(均不计空气阻力),机械能守恒的是( )(多选)
A.石块自由下落的过程
B.人乘电梯加速上升的过程
C.投出的铅球在空中运动的过程
D.木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程A C练一练如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在弹簧压缩到最短的整个过程中,下列关于能量的叙述中正确的应是( )
A.重力势能和动能之和总保持不变
B.重力势能和弹性势能之和总保持不变
C.动能和弹性势能之和保持不变
D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变
D练一练 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。小球运动到最底位置时的速度是多大?AOGFCLθL·cosθ 例题解: 以最低点为零势能面最低点的O机械能为最高点的A机械能为只有重力做功,机械能守恒,得: 例题 如图所示,质量为m的木块放在光滑的水平桌面上,用轻绳绕过桌边光滑的定滑轮与质量为M的砝码相连,已知M=2m,让绳拉直后使砝码从静止开始下降h的距离时砝码未落地,木块仍在桌面上,这时砝码的速度是多少?
解: 砝码下降过程h的过程中,系统增加的动能为?系统减少的重力势能?由机械能守恒定律得?解得砝码的速度?1、选取研究对象(单个物体或系统)
2、确定研究过程,分析各力做功及能量转化情况,判断机械能是否守恒
3、确定研究对象在始末状态的机械能(需确定参考平面)或机械能的变化情况
4、选择合适的表达式列式求解应用机械能解题的一般步骤构建我的知识网络图要求:
整理巩固探究问题。
落实基础知识。
完成知识结构图。课堂小结概 念:表达式:机械能是标量,具有相对性1.定律内容:2.表达式3.条件:机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称机械能守恒定律机械能 在只有重力或弹簧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。只有重力或弹簧弹力做功。课后作业1.课后习题与问题1、2、3、4
2.练习册:机械能守恒定律勤思善学促进步,熟能生巧是关键!第八节 机械能守恒定律
【学习目标】
1.知道机械能的各种形式,能够分析动能和势能(包括弹性势能)之间的转化问题,理解机械能守恒定律的内容和守恒条件,会判断且会根据机械能守恒定律进行计算。
2.自主学习、合作探究、体会从能量转化角度理解机械能首胜的条件,以及运用机械能守恒定律解决问题的方法。
3.激情投入,全力以赴,通过机械能守恒定律的学习,梳理科学的观点,理解自然规律并用来解决实际问题。
重点:根据机械能守恒定律的条件判断机械能是否守恒,以及对机械能守恒定律的理解和应用
难点:理解机械能守恒的条件,机械能守恒定律的应用。
预习案
【使用说明&学法指导】
1.先通读教材,熟记并理解动能和势能的相互转化、机械能守恒定律的内容,完成自主学习设置的问题,依据发现的问题,然后再读教材或查阅资料,解决问题。2.独立完成,限时15分钟。
【知识准备】
重力做功与重力势能变化的关系
动能定理:力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中______的变化。
【自主学习】
1.物体沿光滑斜面下落时,重力对物体做____功,物体的重力势能______,动能______,物体原来具有的重力势能转化成了______,有初速度的物体,沿光滑斜面向上运动时,重力做____功,物体原来具有的______转化为______ ,被压缩的弹簧可以把物体弹出去,弹簧的______ 转化为物体的______ 。
猜想:在上述动能和势能转化的过程中,数值上有什么关系?
2.机械能包括物体的______和______ 。
3.在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与______ 相互转化,而总的机械能保持不变,这叫做机械能守恒定律。
思考:物体的机械能守恒时,只能受重力和弹簧弹力吗?
思考:如果重力或弹力以外的力对物体做功,物体的机械能一定不守恒吗?
4.机械能守恒定律成立的条件是什么?
5.判断机械能是否守恒的方法是什么?
【预习自测】
1.下列物体的运动过程中,物体的动能转化为势能的是( )
A.秋千由最高处荡到最低处
B.张开的弓把箭水平射出
C.骑自行车匀速上斜坡时
D.正在腾空而起的礼花弹
2.关于说法中正确的是( )
A.机械能守恒时,物体一定不受阻力
B.机械能守恒时,物体一定只受重力或弹力作用
C.物体处于平衡状态时,机械能必守恒
D.物体所受的外力不等于零,其机械能也可以守恒
【我的疑惑】请将预习案中不能解决的问题写下来,供课堂解决。



【信息链接】
潮汐发电
在海湾或感潮河口,可见到海水或江水每天有两次的涨落现象,早上的称为潮,晚上的称为汐。潮汐作为一种自然现象,为人类的航海、捕捞和晒盐提供了方便。这种现象主要是由月球、太阳的引潮力以及地球自转效应所造成的。涨潮时,大量海水汹涌而来,具有很大的动能;同时,水位逐渐升高,动能转化为势能。落潮时,海水奔腾而归,水位陆续下降,势能又转化为动能。海水在运动时所具有的动能和势能统称为潮汐能。潮汐是一种蕴藏量极大、取之不尽、用之不竭、不需开采和运输、洁净无污染的可再生能源。建设潮汐电站,不需要移民,不淹没土地,没有环境污染问题,还可以结合潮汐发电发展围垦、水生养殖和海洋化工等综合利用项目
探究案
探究一:机械能守恒定律
问题 1.小球自由下落的过程中,只有重力对物体做功,用和分别表示物体的初、末动能,用和分别小时物体的初、末势能,表示重力所做的功,则根据动能定理得:=_____ ;根据重力做功与重力势能变化之间的关系,则=_____ ;上述两个关系式联立得:___
__ ;
思考:试根据上述推导过程,分析小球运动到A位置和B位置的机械能的关系?
结论:在只有_____ 做功的情况下,_____ 和____ _ 可以相互转化,_ ____ 保持不变。
问题2: 如图所示,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置。开始时通过小球压缩弹簧到A位置(已知AO=OB),释放小球,试分析:
(1)由的过程中,小球的动能如何变化?弹簧的弹性势能如何变化?
(2)由的过程中,小球的动能如何变化?弹簧的弹性势能如何变化?
(3)小球的机械能守恒吗?
(4)存在守恒吗?谁的能量是守恒的?
结论:在只有_____ 做功的情况下,_____ 和____ _ 可以相互转化,_ ____ 保持不变。
归纳总结:机械能守恒定律的内容:_____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ ____
探究二:探究机械能守恒定律的表达式
表达角度
表达式
表达意义
守恒观点
转化观点
转移观点
探究三:探究机械能守恒定律的条件
1、从做功角度判断:_ ____
(1)系统不受其他外力
(2)系统受其他外力,但这些力_ ____
(3)系统受其他外力,这些力做功,但这些力做功的代数和_ ____.
2、从能量转化的角度判断:_ ____
探究四:应用机械能守恒定律解决问题
例1: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。小球运动到最底位置时的速度是多大?
例2:如图所示,质量为m的木块放在光滑的水平桌面上,用轻绳绕过桌边光滑的定滑轮与质量为M的砝码相连,已知M=2m,让绳拉直后使砝码从静止开始下降h的距离时砝码未落地,木块仍在桌面上,这时砝码的速度是多少?
【我的知识网络图】
检测案
【当堂检测】
1.关于物体的机械能是否守恒的叙述,下列说法中正确的是( )
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,机械能一定守恒
C.外力对物体所做的功等于0时,机械能一定守恒
D.物体若只有重力做功,机械能一定守恒
2.如图所示,一轻质弹簧固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬挂点等高的地方无初速度释放,让其自由摆下,不及空气阻力,重物在摆向最低点的位置的过程中( )
重物重力势能减小
B.重物重力势能与动能之和增大
C.重物的机械能不变
D. 重物的机械能减少
3.质量为m的物体,在距地面h高处以g/2的加速度由静止开始竖直下落到地面,下列说法正确的是(  )
A.物体的重力势能减少了mgh B.物体的机械能减少了mgh
C.物体的动能增加了mgh D.重力对物体做功mgh
4.物体做自由落体运动,Ek代表动能,Ep代表势能,h代表下落的距离,以水平地面为零势能面.下列所示图象中,能正确反映各物理量之间的关系的是( )

5.如图所示,小球用不可伸长的长为L的轻绳悬于O点,小球在最低点的速度至少为多大时,才能在竖直平面内做完整的圆周运动?