高中物理教科版必修二课件：第4章 5 机械能守恒定律26张ppt
文档属性
| 名称 | 高中物理教科版必修二课件：第4章 5 机械能守恒定律26张ppt |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 659.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-11-04 09:57:01 | ||
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文档简介
课件26张PPT。5.机械能守恒定律1.认识动能和势能之间的相互转化现象.
2.能够推导机械能守恒定律.
3.会判断实际问题中的机械能是否守恒.
4.能运用机械能守恒定律解决有关问题. 探究一探究二探究三对机械能守恒定律“守恒条件”的理解 探究一探究二探究三探究一探究二探究三机械能守恒定律的应用
1.应用步骤探究一探究二探究三2.机械能守恒定律和动能定理的比较 探究一探究二探究三特别提醒(1)除重力和弹力外还有其他力做功且做功不为零时,其他力做功数值等于机械能的变化量.
(2)由于动能定理具有普遍适用性,所以涉及功能关系问题时还是优先考虑动能定理.探究一探究二探究三实验:验证机械能守恒定律 探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三【例1】 (多选)如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )
?
A.甲图中,物体A将弹簧压缩的过程中,A机械能守恒
B.乙图中,A置于光滑水平面上,物体B沿光滑斜面下滑,物体B机械能守恒
C.丙图中,不计任何阻力时A加速下落、B加速上升过程中,A、B机械能守恒
D.丁图中,小球沿水平面做匀速圆周运动时,小球的机械能守恒点拨:解答此题应注意把握以下三点:
(1)机械能守恒时力做功特点.
(2)机械能守恒时能量转化特点.
(3)机械能守恒的适用对象.
解析:题图甲中重力和弹力做功,物体A和弹簧组成的系统机械能守恒,但物体A机械能不守恒,选项A错误;题图乙中物体B除受重力外,还受弹力,弹力对B做功,B的机械能不守恒,但A、B组成的系统机械能守恒,选项B错误;题图丙中绳子张力对A做负功,对B做正功,代数和为零,A、B机械能守恒,选项C正确;题图丁中动能不变,势能不变,机械能守恒,选项D正确.
答案:CD题后反思系统机械能守恒的判断方法:
只有重力做功是单个物体的机械能守恒条件,对系统机械能守恒来说并不成立.对系统来说,外力的功和内力的功都可以改变系统的机械能,故判断系统机械能是否守恒时,既要看系统外力所做的功,又要看内力所做的功,总之,应看是否存在机械能与其他形式能的相互转化.【例2】 以10 m/s的速度将质量为m的物体从地面上竖直向上抛出,若忽略空气阻力,g取10 m/s2,则:
(1)物体上升的最大高度是多少?
(2)上升过程中在何处重力势能与动能相等?
点拨:只有重力做功,系统机械能守恒.答案:(1)5 m (2)2.5 m 题后反思运用机械能守恒定律解决问题,只需考虑运动的初、末状态,不必考虑两个状态间的过程细节,因此一些难以用牛顿运动定律解决的问题,根据机械能守恒定律则易于解决.【例3】 在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz,查得当地的重力加速度g=9.80 m/s2,测得所用的重物的质量为1.00 kg,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示.第一个点记为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的距离分别为62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm,根据以上数据,可知重物由O点运动到C点时:
?
(1)重力势能的减少量等于 J,动能的增加量等于 J. (保留三位有效数字)?
(2)根据计算的数据得到的结论是? .?答案:(1)7.62 7.56
(2)在误差允许的范围内重物减少的重力势能等于重物增加的动能,即机械能守恒【例4】 如图所示,在固定的倾角α=30°的光滑斜面上通过滑轮连接着质量mA=mB=10 kg的两个物体.开始时用手托住物体A,物体A离地高h=5 m,物体B位于斜面底端,撤去手后,求:
(1)物体A即将着地时的动能.
(2)物体B离开斜面底端的最远距离.(g取10 m/s2)点拨:要正确解决本题,必须正确判断A、B两个物体各自的机械能及AB组成的系统机械能是否守恒.解析:(1)A即将着地时,B在斜面上上滑的高度为hsin α,此时A、B的速度大小相等,设为v.对A、B组成的系统,只有重力做功,机械能守恒,则答案:(1)125 J (2)7.5 m 题后反思对于多物体组成的系统,系统内的各个物体机械能不一定守恒,但系统的机械能有可能守恒,所以在应用机械能守恒定律前,一定要注意所选研究对象是否满足守恒的条件.【例5】 如图所示,有一轻质杆可绕O点在竖直平面内自由转动,在杆的另一端和中点各固定一个质量均为m的小球A、B,杆长为l.开始时,杆静止在水平位置,求无初速释放后杆转到竖直位置时,A、B两小球的速度大小各是多少?
点拨:把A、B两小球和轻杆看成一个系统,杆对A、B两小球的弹力为系统的内力,对系统而言,只有重力做功,系统的机械能守恒.解析:以A球在最低点的位置为零势能面,
则初状态:系统的动能为Ek1=0,重力势能为Ep1=2mgl题后反思分别以A、B两球为研究对象时,除了重力对它们各自做功以外,还有杆的弹力对A球做了正功,对B球做了负功.因此对每个球来说,都有除了重力以外的其他力做功,其机械能都不守恒.
2.能够推导机械能守恒定律.
3.会判断实际问题中的机械能是否守恒.
4.能运用机械能守恒定律解决有关问题. 探究一探究二探究三对机械能守恒定律“守恒条件”的理解 探究一探究二探究三探究一探究二探究三机械能守恒定律的应用
1.应用步骤探究一探究二探究三2.机械能守恒定律和动能定理的比较 探究一探究二探究三特别提醒(1)除重力和弹力外还有其他力做功且做功不为零时,其他力做功数值等于机械能的变化量.
(2)由于动能定理具有普遍适用性,所以涉及功能关系问题时还是优先考虑动能定理.探究一探究二探究三实验:验证机械能守恒定律 探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三【例1】 (多选)如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )
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A.甲图中,物体A将弹簧压缩的过程中,A机械能守恒
B.乙图中,A置于光滑水平面上,物体B沿光滑斜面下滑,物体B机械能守恒
C.丙图中,不计任何阻力时A加速下落、B加速上升过程中,A、B机械能守恒
D.丁图中,小球沿水平面做匀速圆周运动时,小球的机械能守恒点拨:解答此题应注意把握以下三点:
(1)机械能守恒时力做功特点.
(2)机械能守恒时能量转化特点.
(3)机械能守恒的适用对象.
解析:题图甲中重力和弹力做功,物体A和弹簧组成的系统机械能守恒,但物体A机械能不守恒,选项A错误;题图乙中物体B除受重力外,还受弹力,弹力对B做功,B的机械能不守恒,但A、B组成的系统机械能守恒,选项B错误;题图丙中绳子张力对A做负功,对B做正功,代数和为零,A、B机械能守恒,选项C正确;题图丁中动能不变,势能不变,机械能守恒,选项D正确.
答案:CD题后反思系统机械能守恒的判断方法:
只有重力做功是单个物体的机械能守恒条件,对系统机械能守恒来说并不成立.对系统来说,外力的功和内力的功都可以改变系统的机械能,故判断系统机械能是否守恒时,既要看系统外力所做的功,又要看内力所做的功,总之,应看是否存在机械能与其他形式能的相互转化.【例2】 以10 m/s的速度将质量为m的物体从地面上竖直向上抛出,若忽略空气阻力,g取10 m/s2,则:
(1)物体上升的最大高度是多少?
(2)上升过程中在何处重力势能与动能相等?
点拨:只有重力做功,系统机械能守恒.答案:(1)5 m (2)2.5 m 题后反思运用机械能守恒定律解决问题,只需考虑运动的初、末状态,不必考虑两个状态间的过程细节,因此一些难以用牛顿运动定律解决的问题,根据机械能守恒定律则易于解决.【例3】 在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz,查得当地的重力加速度g=9.80 m/s2,测得所用的重物的质量为1.00 kg,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示.第一个点记为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的距离分别为62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm,根据以上数据,可知重物由O点运动到C点时:
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(1)重力势能的减少量等于 J,动能的增加量等于 J. (保留三位有效数字)?
(2)根据计算的数据得到的结论是? .?答案:(1)7.62 7.56
(2)在误差允许的范围内重物减少的重力势能等于重物增加的动能,即机械能守恒【例4】 如图所示,在固定的倾角α=30°的光滑斜面上通过滑轮连接着质量mA=mB=10 kg的两个物体.开始时用手托住物体A,物体A离地高h=5 m,物体B位于斜面底端,撤去手后,求:
(1)物体A即将着地时的动能.
(2)物体B离开斜面底端的最远距离.(g取10 m/s2)点拨:要正确解决本题,必须正确判断A、B两个物体各自的机械能及AB组成的系统机械能是否守恒.解析:(1)A即将着地时,B在斜面上上滑的高度为hsin α,此时A、B的速度大小相等,设为v.对A、B组成的系统,只有重力做功,机械能守恒,则答案:(1)125 J (2)7.5 m 题后反思对于多物体组成的系统,系统内的各个物体机械能不一定守恒,但系统的机械能有可能守恒,所以在应用机械能守恒定律前,一定要注意所选研究对象是否满足守恒的条件.【例5】 如图所示,有一轻质杆可绕O点在竖直平面内自由转动,在杆的另一端和中点各固定一个质量均为m的小球A、B,杆长为l.开始时,杆静止在水平位置,求无初速释放后杆转到竖直位置时,A、B两小球的速度大小各是多少?
点拨:把A、B两小球和轻杆看成一个系统,杆对A、B两小球的弹力为系统的内力,对系统而言,只有重力做功,系统的机械能守恒.解析:以A球在最低点的位置为零势能面,
则初状态:系统的动能为Ek1=0,重力势能为Ep1=2mgl题后反思分别以A、B两球为研究对象时,除了重力对它们各自做功以外,还有杆的弹力对A球做了正功,对B球做了负功.因此对每个球来说,都有除了重力以外的其他力做功,其机械能都不守恒.