河北省邯郸市临漳县第一中学高中物理《节机械能守恒定律》课件 新人教版必修2.ppt

第七章机械能守恒定律 人教版必修2 第8节机械能守恒定律 学习目标1 知道机械能的概念 能够分析物体动能和势能相互转化问题 2 能够根据动能定理和重力做功与重力势能变化间的关系 推导出机械能守恒定律 3 能够从物理现象中分析机械能守恒定律的适用条件 4 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 5 体会科学探究中的守恒思想 领悟运用机械能守恒定律解决问题的优点 知识回顾 1 本章中我们学习了哪几种形式的能 2 重力做功与重力势能的改变的关系 3 动能定理的内容和表达式是什么 wg ep1 ep2 w合 ek2 ek1 复习 重力势能 弹性势能 ep mgh 物体由于运动而具有的能叫做动能 相互作用的物体凭借其位置而具有的能叫做势能 物体的动能和势能之和称为机械能 h 一 动能和势能的相互转化 小球在斜坡上滚下的过程中 动能与势能各发生怎样的变化 你还能举出生活中动能和势能之间相互转化的例子吗 思考与讨论 1 在光滑水平面上做匀速直线运动的物体动能和势能之间是否转化 2 上述现象中 动能和势能之间相互转化的原因是什么 演示一 竖直上抛的小球 不计阻力 上升过程 重力做负功 动能转化为重力势能 v v 0 下落过程 重力做正功 重力势能转化为动能 b a c 演示二 物体与弹簧的作用 不计阻力 小球的动能转化为弹簧的弹性势能 弹力做负功 弹力做正功 弹簧的弹性势能转化为小球的动能 原长 压缩到最短 恢复到原长 思考与讨论 动能和势能的相互转化是否存在某种定量的关系 结论 机械能可以从一种形式转化成另一种形式 通过重力或弹力做功 二 机械能守恒定律的推导 阅读课本70页图7 8 3的情景设置 填空 a位置的机械能 b位置的机械能 由重力做功与重力势能变化间的关系得 由动能定理得 从以上两式得 整理得 e1 ek1 ep1 e2 ek2 ep2 wg ep1 ep2 w合 ek2 ek1 w合 wg ek2 ek1 ep1 ep2 ek1 ep1 ek2 ep2 即e1 e2 结论 在只有重力做功的物体系统内 动能和重力势能可以互相转化 而总的机械能保持不变 拓展 同样可以证明 在只有弹力做功的物体系统内 动能和弹性势能可以互相转化 总的机械能也保持不变 机械能守恒定律lawofconservationofmechanicalenergy 内容 在只有重力或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 表达式 ek2 ep2 ek1 ep1 三 探讨机械能守恒的条件 阅读课本71页 思考与讨论 设小球质量m 1kg 在黏性较大的液体中受到阻力恒为4n h1 7m h2 2m g 9 8m s2 计算表格中各物理量 49j 49j 49j 49j 49j 29j 动能 动能和内能 思考 什么情况下机械能守恒 结论 机械能守恒的条件 1 只受重力或弹力 2 受其他力 但其他力不做功 只有重力或弹力做功 课本例题 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 小球运动到最低位置时的速度是多大 解 把最低点的重力势能定为0 以小球在最高点的状态作为初状态 在最高点的重力势能是 而动能为0 即ek1 0 以小球在最低点的状态作为末状态 势能ep2 0 而动能ek2 运动过程中只有重力做功 所以机械能守恒 即ek2 ep2 ek1 ep1把各个状态下动能 势能的表达式代入 得由此解出 结论 从得到的表达式可以看出 初状态的 角越大 cos 越小 1 cos 就越大 v也越大 也就是说 最初把小球拉得越高 它到达最下端时的速度也越大 这与生活经验是一致的 例题拓展 若小球摆到最低点时细绳断裂 小球水平飞出时离地高度为h 则小球落地时的速度多大 分别用牛顿运动定律和机械能守恒定律求解 应用机械能守恒定律解题 只需考虑运动过程的初 末状态 不必考虑两个状态间过程的细节 如果直接用牛顿定律解决问题 需要分析过程中各种力的作用 而这些力又往往在变化着 因此一些难于用牛顿定律解决的问题 应用机械能守恒定律易于解决 总结机械能守恒定律解题的优点 生活中的现象 潮汐能是怎样用来发电的 利用潮汐涨落时海水水位的升降 使海水通过水轮机时推动水轮发电机组发电 生活中的现象 某些汽车或列车站的站台都设计有一个小的坡度 这是为什么 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 势能变成动能 节省了能源 练习 课本72页4题 解 由题意 切断电动机电源的列车 假定在运动中机械能守恒 欲使列车冲上站台 此时列车的动能ek至少要等于列车在站台上的重力势能ep列车冲上站台时的重力势能为ep mgh列车在a点时的动能为v 25 2km h 7m s可见 ek大于ep 所以列车能够冲上站台 设列车冲上站台后的速度为v1 根据机械能守恒定律得即所以代入数据得v1 3m s 课堂小结 1 通过重力或弹力做功 机械能可以从一种形式转化成另一种形式 2 机械能守恒定律 1 内容 在只有重力或弹力做功的物体系统内 物体