人教版本必修二62（太阳与行星间的引力）课件

7.8机械能守恒定律 教学目标 知识与技能 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 过程与方法 1、学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及 适用条件的研究方法 2、初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象 及分析问题的方法。 情感、态度与价值观 体会科学探究中的守恒思想，养成探究自然规律 的科学态度，领悟机械能守恒规律解决问题的优 点，形成科学价值观。 【教学重点】 1、机械能守恒定律的推导与建立，以及机械能守 恒定律含义的理解； 2、机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的实 际应用。 【教学难点】 1、机械能守恒的条件及对机械能守恒定律的理解 。 2、能正确分析物体系统内所具有的机械能，判断 研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。 翻滚过山翻滚过山 车车 如图是迪斯如图是迪斯 尼乐园的过山车尼乐园的过山车 情景，请问：情景，请问：“ “一一 辆滑车在下滑过辆滑车在下滑过 程中，既然没有程中，既然没有 什么动力，为什什么动力，为什 么每次总能如此么每次总能如此 准确的完成一连准确的完成一连 串有惊无险的动串有惊无险的动 作呢？作呢？” ” 观 察 与 思 考 第五章 机械能及其守恒定律（人教版必修2 ） 8 8、机械能守恒定律、机械能守恒定律 本节的本节的重点重点内容有内容有 1.1.机械能守恒定律内容机械能守恒定律内容 2.2.守恒条件守恒条件（第（第1 1课时）课时） 3.3.机械能守恒定律的初步应用机械能守恒定律的初步应用 重力势能重力势能 : : 弹性势能弹性势能 ： 动能动能 ： 势能Ep 机械能机械能 E=EE=E K K +E+E P P 知 识 回 顾 与 复 习 物体物体由于运动由于运动而具有的能叫做动而具有的能叫做动 能能 E Ek k =mv=mv 2 2 /2/2 相互作用的物体凭借其相互作用的物体凭借其位置位置而具有的能叫做势而具有的能叫做势 能能 E Ep p = =mghmgh E Ep p =kx=kx 2 2 /2/2 1. 机 械 能 物体在某状态时物体在某状态时 的的动动能、能、重重力势能和力势能和 弹弹性势能的性势能的总和总和叫做叫做 物体的机械能物体的机械能。 进站前关闭发动机，机车凭惯性上进站前关闭发动机，机车凭惯性上 坡，动能变成势能储存起来，出站时下坡，动能变成势能储存起来，出站时下 坡，势能变成动能，节省了能源。坡，势能变成动能，节省了能源。 生活中的实生活中的实 例例 车站车站 随着人类能量消耗的迅速随着人类能量消耗的迅速 增加，如何有效地提高能量的增加，如何有效地提高能量的 利用率，是人类所面临的一项利用率，是人类所面临的一项 重要任务，右图是上海重要任务，右图是上海“ “明珠明珠 线线” ”某轻轨车站的设计方案，某轻轨车站的设计方案， 与站台连接的轨道有一个小的与站台连接的轨道有一个小的 坡度。坡度。 明珠号列车为什么在站台明珠号列车为什么在站台 上要设置一个小小的坡度？上要设置一个小小的坡度？ 生活中的实例生活中的实例 举世闻名的三峡工程怎样利用水利发举世闻名的三峡工程怎样利用水利发 电？电？ 2. 动 能 与 势 能 可 相 互 转 化 动能和势能动能和势能 之间转换时之间转换时 ，物体的机，物体的机 械能有什么械能有什么 特点？特点？ 探 寻 动 能 与 势 能 转 化 规 律 如图，一个质量为如图，一个质量为mm的小球自由下落的小球自由下落 或做斜抛运动或竖直上抛，经过某高度为或做斜抛运动或竖直上抛，经过某高度为 h h 的 的A A点时速度为点时速度为v v ，下落到某高度为 ，下落到某高度为h h 2 2 的的B B点时速度为点时速度为v v 2 2 ，试写出小球在，试写出小球在A A点时的点时的 机械能机械能E E A A 和在和在B B点时的机械能点时的机械能E E B B ，并找出，并找出 小球在小球在A A、B B时所具有的机械能时所具有的机械能E E A A 、 E EB B 之之 间的数量关系。间的数量关系。 h h2 2 h h1 1 思 考 假如物假如物 体还受体还受 其它力其它力, , 机械能机械能 是否还是否还 守恒守恒? ? h h1 1 h h2 2 如图，质量为如图，质量为mm的小球从光的小球从光 滑斜面上滑下，小球的机械能守滑斜面上滑下，小球的机械能守 恒？恒？ 动 能 和 弹 性 势 能 间 的 转 化 在在只有弹力做功只有弹力做功的的物体系统物体系统 内内，动能和弹力势能可以相互转动能和弹力势能可以相互转 化，但机械能的总量保持不变。化，但机械能的总量保持不变。 v 弹簧的弹性弹簧的弹性 势能势能与与小球小球 的动能的动能相互相互 转化转化 在只有重力或弹力做功的物在只有重力或弹力做功的物 体系统内，物体的动能和势能可体系统内，物体的动能和势能可 以相互转化，而总的机械能保持以相互转化，而总的机械能保持 不变。不变。 内容内容 E EK K2 2 +E+E P P2 2 =E=E K K1 1 +E+EP P1 1 即即 E E2 2 =E=E 1 1 E E 减减= = E E增增 mghmgh 2 2 +mv+mv 2 2 2 2 / /2 2=mgh=mgh 1 1 +mv+mv 1 1 2 2 / /2 2 表达式表达式 说明说明 中间式中参考面一般选地面中间式中参考面一般选地面 结 论 探 讨 守 恒 的 条 件 假如物体还受假如物体还受 其它力做功其它力做功, , 机械能是否还机械能是否还 守恒守恒? ? 在在只有重力做只有重力做 功功的的物体系统物体系统 内内，物体的动物体的动 能和重力势能能和重力势能 可以相互转化可以相互转化 时，机械能时，机械能 条件条件 只有重力、弹力做功只有重力、弹力做功 在具体判断机械能是否守恒时，一般在具体判断机械能是否守恒时，一般 从以下两方面考虑：从以下两方面考虑： 对于对于某个某个物体，只受重力（弹力）做功；受物体，只受重力（弹力）做功；受 其它力，而其他力不做功其它力，而其他力不做功，则该物体的机守则该物体的机守 对于由两个或两个以上物体对于由两个或两个以上物体( (包括弹包括弹 簧在内组成的簧在内组成的系统系统，如果系统只有重力做，如果系统只有重力做 功或弹力做功，物体间只有动能、重力势功或弹力做功，物体间只有动能、重力势 能和弹性势能之间的相互转化，系统与外能和弹性势能之间的相互转化，系统与外 界没有机械能的转移，系统内部没有机械界没有机械能的转移，系统内部没有机械 能与其他形式能的转化系统的机械能就守能与其他形式能的转化系统的机械能就守 恒。恒。 小 结 2 2、机械能守恒定律：、机械能守恒定律： 1 1、机械能、机械能：E=EE=EK K+E +E P P （1 1）内容：）内容：在只有重力或弹力做功的物在只有重力或弹力做功的物 体系统内，物体的动能和势能可以相互体系统内，物体的动能和势能可以相互 转化，而总的机械能保持不变。转化，而总的机械能保持不变。 （2 2）表达式：）表达式： E E K2K2+E +EP2 P2=E =EK1 K1+E +EP1 P1 E E 减减= = E E增增 mghmgh 2 2 +mv+mv 2 2 2 2 / /2 2=mgh=mgh 1 1 +mv+mv 1 1 2 2 / /2 2 （3 3）条件：）条件：只有重力、弹力做功只有重力、弹力做功 说 一 说 下列下列 实例实例 中哪中哪 些情些情 况机况机 械能械能 是守是守 恒的恒的 用绳拉着一个物用绳拉着一个物 体沿着光滑的斜体沿着光滑的斜 面匀速上升。面匀速上升。 跳伞员利用降落伞跳伞员利用降落伞 在空中匀速下落在空中匀速下落 抛出的篮球在空中抛出的篮球在空中 运动（不计阻力）运动（不计阻力） 光滑水平面上光滑水平面上 运动的小球，运动的小球， 把弹簧压缩后把弹簧压缩后 又被弹回来。又被弹回来。 v 下列几种情况中，机械能一定 守恒的是： A.做匀速直线（F合=0）运动的物 体 B.水平抛出的物体（不计空气阻力 ） C.固定光滑曲面上运动的物体， 如图所示 D.物体以0.8g的加速度竖直向上 做匀减速运动 随 堂 练 习 多项多项 点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关 如图所示，质量为m的物体，以速度v 离开高为H的桌子，当它落到距地面高 为h的A点时，在不计空气阻力的情况下 ，下列哪些说法是正确的： A.物体在A点具有的机械是mv2/2+mgH B.物体在A点具有的机械能是 mvA2/2+mgh C.物体在A具有的动能是mv2/2+mg(H- h) D.物体在A点具有的动能是mg(H-h) 随 堂 练 习 多项多项 应 用 ： 课 本 例 题 小结小结 应用机械能守恒定律解题，应用机械能守恒定律解题，只需只需考虑考虑 过程的过程的初、末状态初、末状态，不必不必考虑两个状态考虑两个状态 间过程的细节，这是它的优点。间过程的细节，这是它的优点。 第 二 课 时机械能守恒 机械能守恒 定律的应用定律的应用（习题课） （习题课） 机械能（机械能（E=EE=E K K +E+E P P ）守恒定律：）守恒定律： （1 1）内容：）内容：在只有重力或弹力做功的物在只有重力或弹力做功的物 体系统内，物体的体系统内，物体的动能动能和和势能势能可以相互可以相互 转化，而总的机械能保持不变。转化，而总的机械能保持不变。 （2 2）表达式：）表达式： E E K2K2+E +EP2 P2=E =EK1 K1+E +EP1 P1 E E 减减= = E E增增 mghmgh 2 2 +mv+mv 2 2 2 2 / /2 2=mgh=mgh 1 1 +mv+mv 1 1 2 2 / /2 2 （3 3）条件：）条件：只有重力、弹力只有重力、弹力 做功做功 知 识 回 顾 下列关于物体机械能守恒的说法中 ，正确的是： A.做匀速直线运动的物体机械能一定守 恒 B.合外力对物体不做功，物体的机械能 一定守恒 C.物体只发生动能与势能的相互转化时 ，物体的机械能守恒 D.运动的物体，若受合外力为零，则其 机械能一定守恒 E.做匀变速运动的物体的机械能不可能 守恒 1. 考 查 守 恒 条 件 理 解 单项单项 点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关 如图所示，下列四个选项的图中，木 块均在固定的斜面上运动，其中图A、B 、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是 粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外 力，方向如图中箭头所示，图A、B、D 中的木块向下运动.图C中的木块向上运 动.在这四个图所示的运动过程中机械能 守恒的是： 普 单项单项 如图所示，木块B与水平桌面间的接触 是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留 在木块内，将弹簧压缩到最短。则从子弹 开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过 程中： A.子弹A与木块B组成的系统机械能守恒 B.子弹A与木块B组成的系统机械能不守恒 C.子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守 恒 D.子弹、木块和弹簧组成的系统机械能不 守恒 单项单项 重 一个人站在阳台上，以相同的速率v0分别把三个球竖直向 上抛出、竖直向下抛出、水平抛出不计空气阻力测三球落地 时的速率（速度大小叫速率）： A上抛球最大 B下抛球最大 C平抛球最大 D三球一样大 2. 常 规 题 单项单项 有三个质量都是m的小球a、b、c，以相同的速度v0在空 中分别竖直向上、水平和竖直向下抛出，三球落地时（不计 空气阻力）： A.动能不同 B.重力做功不同 C.机械能相同 D.重力势能变化量不同 普 普 单项单项 将一物体以速度v0从地面竖直上抛，当物体运动到某高 度时，他的动能恰为重力势能的一半，不计空气阻力，则这 个高度为： A.v2/g B.v2/2g C.v2/3g D.v2/4g 单项单项 3. 其 它 如图所示，均匀铁链长如图所示，均匀铁链长 为为L L，平放在距离地面高为，平放在距离地面高为2 2L L 的光滑水平面上，其长度的光滑水平面上，其长度1/51/5 的悬垂于桌面下，从静止开的悬垂于桌面下，从静止开 始释放铁链，求铁链下端刚始释放铁链，求铁链下端刚 要着地时的速度？要着地时的速度？ 答答 案案 如图所示，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧 接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气 阻力，在小球由abc的运动过程中： A.小球和弹簧总机械能守恒 B.小球的重力势能随时间均匀减少 C.小球在b点时动能最大 D.到c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加 量 4. 综 合 题 多项多项 一个质量为m的物体以a=2g的加速度竖直向下加速运动， 则在此物体下降h高度的过程中，物体的： A重力势能减少了2mgh B动能增加了2mgh C机械能保持不变 D机械能增加了mgh 多项多项 如图所示，长度相同的三根轻如图所示，长度相同的三根轻 杆构成一个正三角形支架，在