鲁科版必修2 第2章第3节 能量守恒定律 课件（38张）.ppt

课下作业综合提升 第2章 第3节 新知预习 巧设计 名师课堂 一点通 创新演练 大冲关 要点一 要点二 随堂检测归纳小结 要点三 1 理解动能和势能的相互转化 知道机械能包括动能和势能 2 通过实验验证机械能守恒定律 培养学生收集数据 分析论证的能力 3 理解机械能守恒的条件 公式 能应用机械能守恒定律分析解决实际问题 学会用守恒观点看待问题 读教材 填要点 一 机械能守恒定律 重力 ek1 ep1 二 能量守恒定律1 内容能量既不能凭空产生 也不能凭空 它只能从一种形式另一种形式 或从一个物体另一个物体 在转化或转移的过程中其总量保持不变 2 意义能量守恒定律是自然界最普遍 最基本的规律之一 它的发现和应用 为的沟通与联系提供了桥梁 3 永动机永远都不可能制成不消耗任何却能持续不断地对外做功的永动机 消失 转化为 转移到 不同学科 能量 试身手 夯基础 1 在 验证机械能守恒定律 的实验中 1 从下列器材中选出实验所必需的 其编号为 a 打点计时器 包括纸带 b 重物c 天平d 毫米刻度尺e 停表f 运动小车 2 打点计时器的安装放置要求为 开始打点计时的时候 应先 然后 3 实验中产生系统误差的原因主要是 使重物获得动能往往 为减小误差 悬挂在纸带下的重物应选择 答案 见解析 2 关于机械能守恒定律的适用条件 以下说法中正确的有 a 只有重力和弹力作用时 机械能守恒b 当有其他外力作用时 只要合外力为零 机械能依然守恒c 当有其他外力作用时 只要除了重力以外的其他外力做的功为零 机械能守恒d 炮弹在空中飞行时不计空气阻力 仅受重力作用 所以爆炸前后机械能守恒 解析 机械能守恒的条件是 只有重力和弹力做功 不是 只有重力和弹力作用 应该知道作用和做功是两个完全不同的概念 有力不一定做功 故a是错误的 力为零 是物体的加速度为零 是物体处于静止或匀速直线运动的另外表达 不是机械能守恒的条件 故b错误 c中虽有其他外力 且其他外力做功 但除重力以外的其他外力做功总和为零 故机械能守恒 故c正确 d中由于炮弹爆炸时 大量的化学能转化为炮弹的内能和动能 故机械能是不守恒的 故d错误 答案 c 验证机械能守恒定律 3 实验器材铁架台 带铁夹 电磁打点计时器 重锤 带纸带夹子 纸带 复写纸 导线 毫米刻度尺 低压交流电源 4 6v 4 实验步骤 1 安装置 按图2 3 2将检查 调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上 接好电路 2 打纸带 将纸带的一端用夹子固定在重物上 另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方 先接通电源 后松开纸带 让重物带着纸带自由下落 图2 3 2 6 注意事项 1 打点计时器要稳定地固定在铁架台上 打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向 以减小摩擦阻力 2 应选用质量和密度较大的重物 增大重力可使阻力的影响相对减小 增大密度可以减小体积 可使空气阻力减小 3 实验中 需保持提纸带的手不动 且保证纸带竖直 待接通电源 打点计时器工作稳定后 再松开纸带 1 1 如图2 3 3某同学探究 动能与重力势能的转化和守恒 实验中 下面哪些测量工具是必需的 a 天平b 弹簧测力计c 刻度尺d 秒表 图2 3 3 2 在一次实验中 质量m 1kg的重物自由下落 在纸带上打出一系列的点 如图2 3 4所示 相邻计数点时间间隔为0 02s 单位cm 那么 图2 3 4 纸带的 端与重物相连 打点计时器打下计数点b时 物体的速度vb 从起点o到打下计数点b的过程中物体势能减少量是 ep 此过程中物体动能的增加量 ek g取9 8m s2 通过计算 数值上 ek ep 填 这是因为 实验的结论是 答案 1 c 2 左 vb 0 98m s ep 0 49j ek 0 48j 重物下落时受阻力作用 在误差允许范围内 重物下落过程中机械能守恒 机械能守恒的条件及研究对象 1 研究对象 1 当只有重力做功时 可取一个物体 其实是物体与地球构成的系统 作为研究对象 2 当物体之间的弹力做功时 必须将这几个物体构成的系统作为研究对象 使这些弹力成为系统内力 2 守恒条件 1 从能量特点看 只有系统动能和势能相互转化 无其他形式能量之间 如内能 转化 则系统机械能守恒 如果物体间发生相互碰撞 物体间发生相对运动且相互间有摩擦力存在 机械能一般不守恒 2 从机械能的定义看动能与势能之和是否变化 如果一个物体沿斜面匀速 或减速 滑下 动能不变 或减小 势能减小 则机械能减小 一个物体沿水平方向匀速运动时机械能守恒 沿竖直方向匀速运动时机械能不守恒 3 从做功特点看 只有重力和系统内的弹力做功 具体表现在 只受重力 或系统内的弹力 如做抛体运动的物体 不计阻力 还受其他力 但只有重力 或系统内的弹力 做功 如图2 3 5甲 乙所示 图2 3 5 系统的内力做功 但是做功代数和为零 系统机械能守恒 如图2 3 6丙中拉力对a 对b做功不为零 但代数和为零 ab系统机械能守恒 如图2 3 6丁所示 a b间及b与接触面之间均光滑 a自b的上端自由下滑时 b沿地面滑动 a b之间的弹力做功 对a或b机械能均不守恒 但对a b组成的系统机械能守恒 图2 3 6 名师点睛 1 绝不能将机械能守恒的条件理解为合外力不做功或合外力为零 2 如果物体或系统的机械能发生变化 必定有除重力和系统内的弹力之外的其他力做功 2 如图2 3 7所示 一轻弹簧固定于o点 另一端系一重物 将重物从与悬点o在同一水平面且弹簧保持原长的a点无初速度地释放 让它自由摆下 不计空气阻力 在重物由a点摆向最低点b的过程中 下列说法正确的是 a 重物的机械能守恒b 重物的机械能增加c 重物的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变d 重物与弹簧组成的系统机械能守恒 图2 3 7 思路点拨 确定研究对象 判断机械能是否守恒 分析重物从a到b的过程中有哪些力做功 解析 重物由a点下摆到b点的过程中 弹簧被拉长 弹簧的弹力对重物做了负功 所以重物的机械能减少 故选项a b错误 此过程中 由于只有重力和弹簧的弹力做功 所以重物与弹簧所组成的系统机械能守恒 即重物减少的重力势能 等于重物获得的动能与弹簧增加的弹性势能之和 故选项c错误 d正确 答案 d 判断物体或系统机械能是否守恒 一定要根据物体或系统动能和势能之和是否变化或机械能守恒的条件来判断 1 表达式及特点 机械能守恒定律的应用 2 应用机械能守恒定律解题的一般步骤是 1 选取系统对象 确定研究过程 2 进行受力分析 考查守恒条件 3 选取零势能平面 确定初 末状态机械能 4 运用守恒定律 列出方程求解 名师点睛 用机械能守恒定律解题应遵守 1 参考平面的选取以解题的方便为原则 一般以物体经过最低点的所在水平面为参考平面 2 由参考平面和参考系确定初 末状态的机械能 3 如图2 3 8所示 物体a和b系在跨过定滑轮的细绳两端 物体a的质量ma 1 5kg 物体b的质量mb 1kg 开始时把a托起来 使b刚好与地面接触 此时物体a离地面高度为h 1m 放手让a从静止开始下落 g取10m s2 求 1 当a着地时 a的速度多大 2 物体a落地后 b还能上升多高 审题指导 解好本题要分清两个过程 第一个过程是系统机械能守恒 ea eb 第二个过程是利用物体b的机械能守恒解决问题 图2 3 8 答案 1 2m s 2 0 2m 1 机械能守恒不仅仅指某两个状态