高一物理人教版必修2课件：7.8 机械能守恒定律 课件（共20张PPT）
文档属性
| 名称 | 高一物理人教版必修2课件：7.8 机械能守恒定律 课件（共20张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 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 | 2020-08-27 07:26:35 | ||
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文档简介
第七章 机械能守恒定律
第八节 机械能守恒定律
人教版必修2
教学目标
1、知道什么是机械能，理解物体的动能和势能可以相互转化；
2、理解机械能守恒定律的内容和适用条件；
3、会判定具体问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律分析实际问题
释放钢球后，学生联系到伽利略理想实验中的判断，认识到若无空气阻力，应该摆到等高处，不会碰到鼻子。
一、导入新课
（1）复习巩固：
说出我们前面学过的三种功能关系
（2）实验：
（激疑）钢球用细绳悬起，请一同学 靠近，将钢球偏至同学鼻子处释放，摆回时，观察该同学反应。
一、动能和势能的相互转化
探究一：机械能中动能和势能能否相互转化
力做功的过程也是能量从一种形式转化为另一种形式的过程，物体的动能和势能总和称为机械能。
（1）同学们举出生活中的例子，说明动能和势能的相互转化
瀑布（自由落体）：
过山车：
重力势能
动 能
荡秋千：
重力势能
撑杆跳高：
动能
（2）以自由落体运动的物体为例，从功能关系着手，解释动能和势能的变化原因。
根据合外力做功与动能的关系（即动能定理）得到
合外力即重力做正功，动能增加；
所以重力势能转化为动能
根据重力做功与重力势能的关系，得到重力做正功，重力势能减少；
二、机械能守恒定律
探究二：动能和势能转化的过程中机械能是否守恒
（1）实验探究：
如图：一个用细线悬挂的小球从A点开始摆动。记住它向右能够达到的最大高度。
然后一把直尺在P点挡住摆线，看一看这种情况下小球所能达到的最大高度。
你认为这个实验说明了什么？
小球摆动过程中总能达到原来高度，好像“记得”自己原来的高度，说明在摆动过程中有一个物理量是保持不变的，是什么呢？
重力势能与动能的总和保持不变，也就是机械能保持不变
A
P
研究方法：探究物理规律时，应该是由简单到复杂，逐步深入，先对简单的物理现象进行探究，然后加以推广深化。
情景设置：质量为m的物体自由下落过程中经过高度h1
的A点速度v1，高度h2的B点时速度为v2，不计空气阻
力，分析A、B两位置的机械能的关系。
由动能定理 WG=mv22/2-mv12/2= EK2-EK1
又 WG=mgh1-mgh2 = EP1-EP2
得到 EK2-EK1=EP1-EP2 ①
移项后，得 EP2+EK2 = EP1+EK1 ②
即 E2= E1
由于A，B是任意选择的，所以在整个过程中机械能守恒。
得出结论：自由下落过程物体机械能守恒
（2）理论分析：
探究三：机械能守恒是否有条件
举例分析：分析如下情况机械能是否守恒
例（1） 物体沿光滑斜面下滑
WG=
mv22-
mv12
WG=mgh1-mgh2
mv22
mv12
mgh1
mgh2
—
=
—
mv22
mv12
mgh1
mgh2
=
+
+
机械能守恒
例（2）探究二中例题计空气阻力时
mv22
mv12
WG—WF =
—
WG=mgh1-mgh2
mgh1
mgh2
mv22
mv12
WF
—
＋
=
—
机械能不守恒
结论：只有重力做功时，总机械能守恒
＋
mgh2
WF
mv22
＋
=
mv12
mgh1
＋
拓展分析：只有弹力做功时，能量如何变化，机械能是否守恒（注意研究对象）
如图，光滑小球套在水平杆上运动，C为原长处，从A到B过程中分析能量的变化，判定机械能是否守恒
分析 ： WF= EK2-EK1
又 WF= EP1-EP2
则 EK2-EK1 = EP1-EP2
即 EP2+EK2=EP1+EK1
注意：弹簧的弹性势能转化为物体的动能
结论： 只有弹力做功时，系统机械能守恒（注意是系统）
机械能守恒的条件为系统内只有重力（或弹力）做功。
深入理解：对守恒条件的理解下列说法正确吗？
（1）只有重力（或弹力）做功意思是物体只受重力或弹力，不受其它力
（2）只有重力（或弹力）做功意思是除重力（或弹力）其它力都不做功
得出结论：
1、内容：在只有重力和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
2、条件：系统内只有重力（或弹力）做功。
3、表达式： EP2+EK2=EP1+EK1 （ E2= E1）
机械能守恒定律
问题分析：一小球在真空中下落，有一质量相同的小球在粘滞性较大的液体中匀速下落，它们都因高度为h1的地方下落到h2的地方，在两种情况下，重力所做的功相等吗？重力势能各转化为什么形式的能？机械能守恒吗？
探究四：书本中的思考与讨论：
答案：重力所做的功相等，第一种情况重力势能转化为动能，机械能守恒。第一种情况重力势能转化为动能和内能，机械能不守恒。
从能量转化角度判定
拓展思考：
1、能的变化对应什么力做功。
除重力外的其它力做功等于机械能的变化
2、有其它方法判定机械能是否守恒吗？
探究五：探究机械能守恒定律解题的解题步骤及优点
例题：把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图），摆长为l ,最大偏角为θ。小球运动到最低位置时的速度是多大？
三、机械能守恒定律的应用
分析：
1、小球受几个力，做功情况怎样？
2、小球运动过程中机械能守恒吗？
3、选取什么方法求解，能用前面学过的牛顿运动定律和运动学公式求解吗？
4、列公式求解前要注意什么？
（过程见课本）
A
l
C
O
对比总结优点：
机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便；应用机械能守恒定律解决问题，只需考虑运动的始末状态，不必考虑两个状态之间过程的细节。因此一些难以用牛顿运动定律解决的问题，应用机械能守恒定律则易于解决。
总结解题的方法和步骤：
①．选取研究对象
②．根据研究对象所经历的物理过程，进行受力，做功分析，判断机械能是否守恒．
③．恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初末时刻的机械能．
④．根据机械能守恒定律列方程，进行求解．
课堂练习
1、一辆小车静止在光滑的水平面上，小车立柱上固定一条长为L，拴有小球的细绳.小球由与悬点在同一水平面处释放.如下图所示，小球在摆动的过程中，不计阻力，则下列说法中正确的是 ( )
A.小 球的机械能守恒
B.小球的机械能不守恒
C.小球和小车的总机械能守恒
D.小球和小车的总机械能不守恒
BC
2、如图，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到最大高度的过程中，下列说法正确的是 （ ）
A、子弹的机械能守恒。
B、木块的机械能守恒。
C、子弹和木块的总机械能守恒。
D、以上说法都不对
D
1、子弹射中木块的过程机械能不守恒
2、整体从最低位置摆到最高位置的过程机械能守恒
机械能条件:
除重力做功或弹簧弹力做功外，内力做功的代数和为零。
3、如图，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A处固定质量为2m的小球；B处固定质量为m的小球，支架悬挂在O点，可绕过O点与支架所在平面相垂直的固定轴转动.开始时OB与地面相垂直，放手后开始运动.在无任何阻力的情况下，下列说法中正确的是 （ ）
A.A球到达最低点时速度为零
B.A球机械能减小量等于B球机械能增加量
C.当支架从左向右回摆时，A球一定能回到起始高度
D.B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动的高度
o
A
B
2m
m
BCD
第八节 机械能守恒定律
人教版必修2
教学目标
1、知道什么是机械能，理解物体的动能和势能可以相互转化；
2、理解机械能守恒定律的内容和适用条件；
3、会判定具体问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律分析实际问题
释放钢球后，学生联系到伽利略理想实验中的判断，认识到若无空气阻力，应该摆到等高处，不会碰到鼻子。
一、导入新课
（1）复习巩固：
说出我们前面学过的三种功能关系
（2）实验：
（激疑）钢球用细绳悬起，请一同学 靠近，将钢球偏至同学鼻子处释放，摆回时，观察该同学反应。
一、动能和势能的相互转化
探究一：机械能中动能和势能能否相互转化
力做功的过程也是能量从一种形式转化为另一种形式的过程，物体的动能和势能总和称为机械能。
（1）同学们举出生活中的例子，说明动能和势能的相互转化
瀑布（自由落体）：
过山车：
重力势能
动 能
荡秋千：
重力势能
撑杆跳高：
动能
（2）以自由落体运动的物体为例，从功能关系着手，解释动能和势能的变化原因。
根据合外力做功与动能的关系（即动能定理）得到
合外力即重力做正功，动能增加；
所以重力势能转化为动能
根据重力做功与重力势能的关系，得到重力做正功，重力势能减少；
二、机械能守恒定律
探究二：动能和势能转化的过程中机械能是否守恒
（1）实验探究：
如图：一个用细线悬挂的小球从A点开始摆动。记住它向右能够达到的最大高度。
然后一把直尺在P点挡住摆线，看一看这种情况下小球所能达到的最大高度。
你认为这个实验说明了什么？
小球摆动过程中总能达到原来高度，好像“记得”自己原来的高度，说明在摆动过程中有一个物理量是保持不变的，是什么呢？
重力势能与动能的总和保持不变，也就是机械能保持不变
A
P
研究方法：探究物理规律时，应该是由简单到复杂，逐步深入，先对简单的物理现象进行探究，然后加以推广深化。
情景设置：质量为m的物体自由下落过程中经过高度h1
的A点速度v1，高度h2的B点时速度为v2，不计空气阻
力，分析A、B两位置的机械能的关系。
由动能定理 WG=mv22/2-mv12/2= EK2-EK1
又 WG=mgh1-mgh2 = EP1-EP2
得到 EK2-EK1=EP1-EP2 ①
移项后，得 EP2+EK2 = EP1+EK1 ②
即 E2= E1
由于A，B是任意选择的，所以在整个过程中机械能守恒。
得出结论：自由下落过程物体机械能守恒
（2）理论分析：
探究三：机械能守恒是否有条件
举例分析：分析如下情况机械能是否守恒
例（1） 物体沿光滑斜面下滑
WG=
mv22-
mv12
WG=mgh1-mgh2
mv22
mv12
mgh1
mgh2
—
=
—
mv22
mv12
mgh1
mgh2
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+
+
机械能守恒
例（2）探究二中例题计空气阻力时
mv22
mv12
WG—WF =
—
WG=mgh1-mgh2
mgh1
mgh2
mv22
mv12
WF
—
＋
=
—
机械能不守恒
结论：只有重力做功时，总机械能守恒
＋
mgh2
WF
mv22
＋
=
mv12
mgh1
＋
拓展分析：只有弹力做功时，能量如何变化，机械能是否守恒（注意研究对象）
如图，光滑小球套在水平杆上运动，C为原长处，从A到B过程中分析能量的变化，判定机械能是否守恒
分析 ： WF= EK2-EK1
又 WF= EP1-EP2
则 EK2-EK1 = EP1-EP2
即 EP2+EK2=EP1+EK1
注意：弹簧的弹性势能转化为物体的动能
结论： 只有弹力做功时，系统机械能守恒（注意是系统）
机械能守恒的条件为系统内只有重力（或弹力）做功。
深入理解：对守恒条件的理解下列说法正确吗？
（1）只有重力（或弹力）做功意思是物体只受重力或弹力，不受其它力
（2）只有重力（或弹力）做功意思是除重力（或弹力）其它力都不做功
得出结论：
1、内容：在只有重力和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
2、条件：系统内只有重力（或弹力）做功。
3、表达式： EP2+EK2=EP1+EK1 （ E2= E1）
机械能守恒定律
问题分析：一小球在真空中下落，有一质量相同的小球在粘滞性较大的液体中匀速下落，它们都因高度为h1的地方下落到h2的地方，在两种情况下，重力所做的功相等吗？重力势能各转化为什么形式的能？机械能守恒吗？
探究四：书本中的思考与讨论：
答案：重力所做的功相等，第一种情况重力势能转化为动能，机械能守恒。第一种情况重力势能转化为动能和内能，机械能不守恒。
从能量转化角度判定
拓展思考：
1、能的变化对应什么力做功。
除重力外的其它力做功等于机械能的变化
2、有其它方法判定机械能是否守恒吗？
探究五：探究机械能守恒定律解题的解题步骤及优点
例题：把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图），摆长为l ,最大偏角为θ。小球运动到最低位置时的速度是多大？
三、机械能守恒定律的应用
分析：
1、小球受几个力，做功情况怎样？
2、小球运动过程中机械能守恒吗？
3、选取什么方法求解，能用前面学过的牛顿运动定律和运动学公式求解吗？
4、列公式求解前要注意什么？
（过程见课本）
A
l
C
O
对比总结优点：
机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便；应用机械能守恒定律解决问题，只需考虑运动的始末状态，不必考虑两个状态之间过程的细节。因此一些难以用牛顿运动定律解决的问题，应用机械能守恒定律则易于解决。
总结解题的方法和步骤：
①．选取研究对象
②．根据研究对象所经历的物理过程，进行受力，做功分析，判断机械能是否守恒．
③．恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初末时刻的机械能．
④．根据机械能守恒定律列方程，进行求解．
课堂练习
1、一辆小车静止在光滑的水平面上，小车立柱上固定一条长为L，拴有小球的细绳.小球由与悬点在同一水平面处释放.如下图所示，小球在摆动的过程中，不计阻力，则下列说法中正确的是 ( )
A.小 球的机械能守恒
B.小球的机械能不守恒
C.小球和小车的总机械能守恒
D.小球和小车的总机械能不守恒
BC
2、如图，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到最大高度的过程中，下列说法正确的是 （ ）
A、子弹的机械能守恒。
B、木块的机械能守恒。
C、子弹和木块的总机械能守恒。
D、以上说法都不对
D
1、子弹射中木块的过程机械能不守恒
2、整体从最低位置摆到最高位置的过程机械能守恒
机械能条件:
除重力做功或弹簧弹力做功外，内力做功的代数和为零。
3、如图，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A处固定质量为2m的小球；B处固定质量为m的小球，支架悬挂在O点，可绕过O点与支架所在平面相垂直的固定轴转动.开始时OB与地面相垂直，放手后开始运动.在无任何阻力的情况下，下列说法中正确的是 （ ）
A.A球到达最低点时速度为零
B.A球机械能减小量等于B球机械能增加量
C.当支架从左向右回摆时，A球一定能回到起始高度
D.B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动的高度
o
A
B
2m
m
BCD