2021-2022学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册1.5科学验证：机械能守恒定律课件

1.5科学验证：机械能守恒定律高一物理鲁科版必修二2019导入新课

为什么小球好象记着自己的位置不会碰到鼻尖？

演示实验：碰鼻子实验(1)物体沿光滑斜面下滑时

转化为

。V

(2)运动员撑杆跳的过程中

转化为

。(3)反弹后的小球在上升过程中

转化为

。重力势能动能动能弹性势能弹性势能动能、重力势能动能和势能之间可以相互转化1.机械能机械能（）：物体具有的动能和势能之和思考：动能与势能的相互转化存在何种定量关系？1.机械能重力势能EP弹性势能EP动能Ek势能机械能动能h1

h212

h情景一：只受重力作用做自由落体运动的小球1、根据动能定理2、根据重力做功V1V21.机械能守恒定律思考：两个式子的含义？动能增加△EK重力势能减少△EP初态机械能E1末态机械能E2物体只受重力作用，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。1.机械能守恒定律1.机械能守恒定律小球沿光滑曲面下滑mgFNh1h2情景二：除重力之外还受其他力，但只有重力做功分析：下滑过程中支持力做功？重力势能变化？动能变化？0物体只受重力作用，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。1.机械能守恒定律

思考：除重力之外，有其他力做功时，机械能会守恒吗？

设小球在下落过程中的空气阻力不可忽略W总=WG+WfEK2-EK1EP1-EP2EK2+EP2=EK1+EP1+WfE2=E1+Wf（Wf<0）根据动能定理机械能不守恒1.机械能守恒定律21v1v2情景三：只有弹力做功1、根据动能定理2、根据弹力做功WF=EK2-EK1WF=EP1-EP2EP1+EK1=EP2+EK2在光滑水平面上反弹回来的小球物体只受弹力作用，动能和弹性势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。

在只有重力或弹力这类力做功的情况下，物体系统内的动能与势能相互转化，机械能的总量保持不变。结论：1.机械能守恒定律E2＝E1表达式：（1）初状态机械能等于末状态机械能（2）减少的势能等于增加的动能（3）ΔEA=-ΔEB

即A物体机械能的增加量等于B物体机械能的减少量机械能守恒条件：（1）从做功角度看：只有重力或系统内弹力做功。①物体只受重力或弹簧弹力，不受其他力。②物体受到重力和弹簧弹力，还受到其他力，但其他力不做功，或其他力做的总功为零。（2）从能量转化角度看：只有系统内动能和势能的相互转化，无其他形式能量的转化。1.机械能守恒定律【例1】(多选)如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是(

)1.机械能守恒定律A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒B．乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成的系统机械能守恒D．丁图中，小球沿水平面做速率不变的圆周运动时，小球的机械能守恒【例2】如图所示，绕过光滑定滑轮两端分别拴有A、B两个小球，A球的质量为3m，B球的质量为m，现将两球从距地面高度为h处由静止释放．若细绳足够长，细绳的质量、空气的阻力均不计．求：(1)A球落地的瞬间，B球的速度多大？(2)B球上升到距地面的最大高度为多少？1.机械能守恒定律请同学们总结应用机械能解题的一般步骤？1.机械能守恒定律1、确定研究对象(物体或系统)及研究的过程。2、对研究对象进行受力分析，弄清各力在研究过程中的做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件。3、选取参考平面，确定研究对象在过程中的初始状态和末状态的机械能(包括动能和势能)。4、根据机械能守恒定律列方程，进行求解。2.验证机械能守恒定律实验目的：验证机械能守恒定律待测量的物理量：速度质量高度差实验结果：势能与动能之和保持不变——机械能守恒势能与动能之和发生变化——机械能不守恒动能、势能实验原理：方法一：利用起始点和第n点（1）若物体由静止下落高度h时，它的瞬时速度为v，那么重力势能的减小量为mgh，动能的增加量为mv2/2；（2）看它们在实验误差允许的范围内是否是相等，如果相等则验证了机械能守恒；hv无需测其质量2.验证机械能守恒定律AB起点△hS1S2方法二：任取两点若以重物下落过程中的某一点A为基准，设重物的质量为m，测出物体对应于A点的速度vA

再测出物体由A点下落△h后经过B点的速度vB则在误差允许范围内，由计算得出

机械能守恒定律即被验证。无需测其质量。O2.验证机械能守恒定律夹子打点计时器纸带重物？铁架台实验器材2.验证机械能守恒定律2.验证机械能守恒定律实验步骤（1）纸带一端吊重物，另一端穿过打点计时器。手提纸带，使重物靠近打点计时器并静止。接通电源，松开纸带，让重物自由落下。（2）取下纸带，并选其中一个点作为参考点，设打该点时重物的重力势能为0，计算打该点时的动能，它就是重物下落过程中的动能与重力势能的总和。（3）分别计算纸带上其他各点对应的物体的重力势能和动能之和。（1）实验中打点记时器的安装，两纸带限位孔必须在同一竖直线上，以减少摩擦力。（2）实验时，必须先接通电源，让打点记时器工作正常后才松开纸带让重锤下落。（3）打点记时器必须接50Hz交流低压电源。（4）为了减小重物在下降过程中空气阻力的影响，应选择质量大、体积小的重物。注意事项2.验证机械能守恒定律数据处理m(kg)

h(m)

v(m/s)势能减少量mgh(J)动能增加量ΔEk(J)12342.验证机械能守恒定律0hv212gh=v

212该图象的斜率表示什么？为什么图象通过原点？实验结论在实验误差允许范围内，重锤重力势能减少量等于动能的增加量，即机械能守恒。实验中，重锤的重力势能减小量略大于其动能的增加量，其原因是下落中克服阻力做功，机械能略有减少。2.验证机械能守恒定律思考：若实验中，不测物体质量，还能验证机械能守恒么？实验结论:在误差允许的范围内，自由下落的物体机械能守恒。2.验证机械能守恒定律课堂总结1、内容：在只有重力或者弹力做功的系统内，物体的动能和重力势能发生相互转化，而机械能的总量保持不变。2、公式：ΔE=0

或：E1=E2

或：EK1+EP1=EK2