第四章 5. 机械能守恒定律 课件（27张PPT）
文档属性
| 名称 | 第四章 5. 机械能守恒定律 课件（27张PPT） |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-27 14:57:10 | ||
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文档简介
(共27张PPT)
重力势能
弹性势能
机械能
动能
物体的动能和势能（含弹性势能）之和称为物体的机械能
第5节
机械能守恒定律
重力势能
动能
只有重力做功，重力势能和动能相互转换，机械能总量不变
实验观察
1、观察小球到达两端的最大高度有什么关系。
2、分析小球在摆动过程中能量的转化情况。
弹性势能
动能
只有弹力做功的系统内，弹性势能和动能相互转换，机械能总量不变
物体在ＡＢ间来回运动时，物体与弹簧的能量转化情况
A Ｏ Ｂ
光滑
原长
思考
H
h
质量为m的小球，从离地面高H处自由下落到一轻弹簧上，弹簧长为L，弹簧压缩到最短时小球离地面高为h，忽略空气阻力，分析：在小球向下运动到最低点，又返回最高点的过程中，小球与弹簧的能量转换情况。
实验观察
重力和弹力做功的系统内，重力势能、动能、弹性势能相互转换，机械能总量不变
弹性势能
动能
重力势能
若将这套器材放入油里？？
阻力、重力、弹力做功，重力势能、动能、弹性势能、热能发生转化，机械能总量减小
质量为m的物体在空中做抛体运动过程中，经过高度h1的A点时速度为v1，下落至高度h2的B点处速度为v2，试写出物体在A点时的机械能和B点时的机械能，并找到这两个机械能之间的数量关系。
根据动能定理，有
由以上两式相等并移项可以得到：
h1
v1
v2
m
h2
A
B
A点
B点
理论探究（Ｐ７２）
机械能守恒定律
1.内容:
只有重力
在只有重力或弹力做功的系统内，动能和势能发生相互转化，而机械能的总量保持不变。
只有重力做功和弹力做功的系统内
３.守恒条件：
２.表达式：
恒量式：
变量式：
（需要确定参考平面）
A.只受重力或弹力作用的系统内
O
P
小球P从静止运动到达最低位置，小球P机械能是否受守恒？
O
P
Q
Q
小球Q从静止运动到达最低位置，小球Q机械能是否受守恒？
沿光滑斜面下滑的物体机械能是否守恒？
v
mg
N
小球和弹簧组成的系统机械能是否守恒？
B.还受其他力，但只有重力(或系统内的弹力)做功，其他力（包括内力）不做功或做功的代数和为零过程
例1、如图所示，某人用平行斜面的拉力将物体沿斜面拉下，拉力大小等于摩擦力大小，则下列说法正确的是( )
A．物体是匀速下滑
B．合外力对物体做的功等于零
C．物体的机械能减少
D．物体的机械能保持不变
答案：D
例2.在粗糙水平面上的物体从静止开始在水平拉力作用下做匀加速运动，一段时间后撤去拉力继续做匀减速直线运动直到静止，在这一过程中，物体的机械能守恒吗？
提示：守恒要求过程中的每一状态都守恒
Ａ通过绳子绕过光滑定滑轮拉着Ｂ物体运动，Ａ、Ｂ组成的系统的机械能
光滑斜面Ｂ放在光滑水平面上，Ａ从Ｂ自由下滑，Ａ、Ｂ组成的系统的机械能
Ａ、Ｂ跟随轻杆从水平位置运动到竖直位置的过程中，Ａ、Ｂ组成的系统的机械能
小结：判断机械能是否守恒的方法
做功的角度
能量转换的角度
练习
例２.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，物体的机械能一定守恒
BD
例３.某娱乐项目中，参与者抛出一小球去撞击触发器，从而进入下一关。现在将这个娱乐项目进行简化，假设参与者从触发器的正下方以v的速率竖直上抛一小球，小球恰好击中触发器。若参与者仍在刚才的抛出点，沿A、B、C、D四个不同的光滑轨道分别以速率v抛出小球，如图所示。则小球能够击中触发器的可能是( )
答案：CD
二.
机械能守恒定律
1.
内容:
在只有重力和弹力做功的物体系统内,动能和势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变.
3.守恒条件:
只有重力和弹力做功.
1）物体只受重力和弹力.
2）物体除受重力和弹力外还受到其他力的作用,但其他力不做功,或其他力做功的代数和为零.
2
表达式:
EK1
+
EP1
=
EK2
+
EP2
一．机械能
（用此式时注意零势能面的选取）
4.判断是否守恒的方法
课堂小结
实验—验证机械能守恒定律
落体法验证机械能守恒定律
?
只要测出下落高度h和相应的瞬时速度v，即可对等式两段进行进行比较,若相等,则机械能守恒得以验证。
需要测量的量:
h
V
h
V
?
思考：
1、你想验证哪个表达式？
2、需要测量哪些物理量？
实验—验证机械能守恒定律------
可能的设计方案
?
只要测出下落高度h和相应的瞬时速度v，即可对等式两段进行进行比较,若相等,则机械能守恒得以验证。
需要测量的量:
h
V
h
V
?
落体法验证机械能守恒定律
数据处理
实验步骤
实验器材
实验原理
实验目的
h
需要测量的量:
h
v
问题1、如何计算物体的瞬时速度？
?
V?
?
平均速度等于中间时刻的瞬时速度
重物下落的起始点：重物由静止释放时打下的那个点。（即打点计时器在纸带上打下第一个点0时纸带刚开始下落,起始点的速度应该为零。）
1
2
gt2
=
×9.8×0.022m
≈2×10-3m
=
2
mm
1
2
选取点迹清晰且纸带上的头两个点间的距离应接近或小于2mm的纸带
问题2、在纸带上如何确定起始点和选取纸带？
落体法验证机械能守恒定律
数据处理
实验步骤
实验器材
实验原理
实验目的
h
V
d
=h’=
?
V=0
起始点
问题3、还有没有其他选取数据的方法？一定要从第一个点开始选取数据吗？
落体法验证机械能守恒定律
数据处理
实验步骤
实验器材
实验原理
实验目的
△h
方法一：从起始点开始：选取纸带清晰且前两点距离接近2mm的纸带验证：
是否相等。
方法二：从运动中的一点开始，验证：
是否相等
V2
V1
落体法验证机械能守恒定律
数据处理
实验步骤
实验器材
实验原理
实验目的
问题4：纸带上某点瞬时速度能不能用
或者
来求，为什么？
2gh=V2
速度的理论值，实际下落是加速度小于g，通过此方法得到的速度比实际的速度要大
落体法验证机械能守恒定律
数据处理
实验步骤
实验器材
实验原理
实验目的
实验结论
实验结论
在误差允许范围内，物体的机械能守恒
误差分析
误差分析
1、下落过程中重物受到空气阻力
2、纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦
3、长度测量带来的误差
。。。
？
>
1、选择质量大体积小的重物
2、保证两个限位孔中线竖直，释放时纸带保证纸带平直
讨论：有哪些措施可以提高实验精度减小误差？
误差分析
1、下落过程中重物受到空气阻力
2、纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦
3、长度测量带来的误差
√
3、长度测量可以采用多次测量求平均值的方法减小偶然误差以及选取两点尽量远一些减少相对误差
×
4、重物尽量靠近打点计时器
实验—验证机械能守恒定律------
可能的设计方案
=
-
重力势能
弹性势能
机械能
动能
物体的动能和势能（含弹性势能）之和称为物体的机械能
第5节
机械能守恒定律
重力势能
动能
只有重力做功，重力势能和动能相互转换，机械能总量不变
实验观察
1、观察小球到达两端的最大高度有什么关系。
2、分析小球在摆动过程中能量的转化情况。
弹性势能
动能
只有弹力做功的系统内，弹性势能和动能相互转换，机械能总量不变
物体在ＡＢ间来回运动时，物体与弹簧的能量转化情况
A Ｏ Ｂ
光滑
原长
思考
H
h
质量为m的小球，从离地面高H处自由下落到一轻弹簧上，弹簧长为L，弹簧压缩到最短时小球离地面高为h，忽略空气阻力，分析：在小球向下运动到最低点，又返回最高点的过程中，小球与弹簧的能量转换情况。
实验观察
重力和弹力做功的系统内，重力势能、动能、弹性势能相互转换，机械能总量不变
弹性势能
动能
重力势能
若将这套器材放入油里？？
阻力、重力、弹力做功，重力势能、动能、弹性势能、热能发生转化，机械能总量减小
质量为m的物体在空中做抛体运动过程中，经过高度h1的A点时速度为v1，下落至高度h2的B点处速度为v2，试写出物体在A点时的机械能和B点时的机械能，并找到这两个机械能之间的数量关系。
根据动能定理，有
由以上两式相等并移项可以得到：
h1
v1
v2
m
h2
A
B
A点
B点
理论探究（Ｐ７２）
机械能守恒定律
1.内容:
只有重力
在只有重力或弹力做功的系统内，动能和势能发生相互转化，而机械能的总量保持不变。
只有重力做功和弹力做功的系统内
３.守恒条件：
２.表达式：
恒量式：
变量式：
（需要确定参考平面）
A.只受重力或弹力作用的系统内
O
P
小球P从静止运动到达最低位置，小球P机械能是否受守恒？
O
P
Q
Q
小球Q从静止运动到达最低位置，小球Q机械能是否受守恒？
沿光滑斜面下滑的物体机械能是否守恒？
v
mg
N
小球和弹簧组成的系统机械能是否守恒？
B.还受其他力，但只有重力(或系统内的弹力)做功，其他力（包括内力）不做功或做功的代数和为零过程
例1、如图所示，某人用平行斜面的拉力将物体沿斜面拉下，拉力大小等于摩擦力大小，则下列说法正确的是( )
A．物体是匀速下滑
B．合外力对物体做的功等于零
C．物体的机械能减少
D．物体的机械能保持不变
答案：D
例2.在粗糙水平面上的物体从静止开始在水平拉力作用下做匀加速运动，一段时间后撤去拉力继续做匀减速直线运动直到静止，在这一过程中，物体的机械能守恒吗？
提示：守恒要求过程中的每一状态都守恒
Ａ通过绳子绕过光滑定滑轮拉着Ｂ物体运动，Ａ、Ｂ组成的系统的机械能
光滑斜面Ｂ放在光滑水平面上，Ａ从Ｂ自由下滑，Ａ、Ｂ组成的系统的机械能
Ａ、Ｂ跟随轻杆从水平位置运动到竖直位置的过程中，Ａ、Ｂ组成的系统的机械能
小结：判断机械能是否守恒的方法
做功的角度
能量转换的角度
练习
例２.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，物体的机械能一定守恒
BD
例３.某娱乐项目中，参与者抛出一小球去撞击触发器，从而进入下一关。现在将这个娱乐项目进行简化，假设参与者从触发器的正下方以v的速率竖直上抛一小球，小球恰好击中触发器。若参与者仍在刚才的抛出点，沿A、B、C、D四个不同的光滑轨道分别以速率v抛出小球，如图所示。则小球能够击中触发器的可能是( )
答案：CD
二.
机械能守恒定律
1.
内容:
在只有重力和弹力做功的物体系统内,动能和势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变.
3.守恒条件:
只有重力和弹力做功.
1）物体只受重力和弹力.
2）物体除受重力和弹力外还受到其他力的作用,但其他力不做功,或其他力做功的代数和为零.
2
表达式:
EK1
+
EP1
=
EK2
+
EP2
一．机械能
（用此式时注意零势能面的选取）
4.判断是否守恒的方法
课堂小结
实验—验证机械能守恒定律
落体法验证机械能守恒定律
?
只要测出下落高度h和相应的瞬时速度v，即可对等式两段进行进行比较,若相等,则机械能守恒得以验证。
需要测量的量:
h
V
h
V
?
思考：
1、你想验证哪个表达式？
2、需要测量哪些物理量？
实验—验证机械能守恒定律------
可能的设计方案
?
只要测出下落高度h和相应的瞬时速度v，即可对等式两段进行进行比较,若相等,则机械能守恒得以验证。
需要测量的量:
h
V
h
V
?
落体法验证机械能守恒定律
数据处理
实验步骤
实验器材
实验原理
实验目的
h
需要测量的量:
h
v
问题1、如何计算物体的瞬时速度？
?
V?
?
平均速度等于中间时刻的瞬时速度
重物下落的起始点：重物由静止释放时打下的那个点。（即打点计时器在纸带上打下第一个点0时纸带刚开始下落,起始点的速度应该为零。）
1
2
gt2
=
×9.8×0.022m
≈2×10-3m
=
2
mm
1
2
选取点迹清晰且纸带上的头两个点间的距离应接近或小于2mm的纸带
问题2、在纸带上如何确定起始点和选取纸带？
落体法验证机械能守恒定律
数据处理
实验步骤
实验器材
实验原理
实验目的
h
V
d
=h’=
?
V=0
起始点
问题3、还有没有其他选取数据的方法？一定要从第一个点开始选取数据吗？
落体法验证机械能守恒定律
数据处理
实验步骤
实验器材
实验原理
实验目的
△h
方法一：从起始点开始：选取纸带清晰且前两点距离接近2mm的纸带验证：
是否相等。
方法二：从运动中的一点开始，验证：
是否相等
V2
V1
落体法验证机械能守恒定律
数据处理
实验步骤
实验器材
实验原理
实验目的
问题4：纸带上某点瞬时速度能不能用
或者
来求，为什么？
2gh=V2
速度的理论值，实际下落是加速度小于g，通过此方法得到的速度比实际的速度要大
落体法验证机械能守恒定律
数据处理
实验步骤
实验器材
实验原理
实验目的
实验结论
实验结论
在误差允许范围内，物体的机械能守恒
误差分析
误差分析
1、下落过程中重物受到空气阻力
2、纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦
3、长度测量带来的误差
。。。
？
>
1、选择质量大体积小的重物
2、保证两个限位孔中线竖直，释放时纸带保证纸带平直
讨论：有哪些措施可以提高实验精度减小误差？
误差分析
1、下落过程中重物受到空气阻力
2、纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦
3、长度测量带来的误差
√
3、长度测量可以采用多次测量求平均值的方法减小偶然误差以及选取两点尽量远一些减少相对误差
×
4、重物尽量靠近打点计时器
实验—验证机械能守恒定律------
可能的设计方案
=
-