2019届高三生物二轮复习课件：1细胞的物质基础

第八章机械能守恒定律第八章机械能守恒定律学习目标1.结合生活情境和已学知识,知道机械能的概念.了解机械能包括哪些形式的能,会用能量观念分析具体实例中动能、重力势能、弹性势能之间可以相互转化.2.根据重力做功过程运用动能定理推导出机械能守恒定律,明确机械能守恒定律所描述的系统对象,能在具体问题中判断机械能是否守恒.体会守恒观念对认识物理规律的重要性.3.通过应用机械能守恒定律解决实际问题,进一步理解机械能守恒的条件,体会用机械能守恒定律解题的优越性,感受守恒定律对研究和解决物理问题的重要意义.4

机械能守恒定律学习目标1.结合生活情境和已学知识,知道机械能的概念.知识点一追寻守恒量答案:不相等,因为存在阻力.将小球由斜面A上某位置由静止释放,小球运动到斜面B上.1.小球从斜面A滚下的高度与其在B斜面上上升的高度相等吗?为什么?知识点一追寻守恒量答案:不相等,因为存在阻力.将小球由斜面2.假设斜面光滑,空气阻力不计,两个高度相等吗?说明什么问题?答案:相等;说明某种“东西”在小球运动的过程中是不变的,这种“东西”就是机械能.3.物理学的研究过程中,寻找“守恒量”有什么意义?答案:物理世界是千变万化的,但是,人们发现有些物理量在一定条件下是守恒的,可以用这些“守恒量”来表示物理世界变化的规律,这就是守恒定律.机械能守恒定律就是其中的一个.2.假设斜面光滑,空气阻力不计,两个高度相等吗?说明什么问题知识点二动能与势能的相互转化1.如图所示,物体沿光滑斜面下滑,物体的重力势能

,动能

;当物体以某一初速度沿着光滑斜面上滑时,物体的重力势能

,动能

.(均选填“增大”或“减小”)2.如图所示,在光滑水平面上,被压缩的弹簧恢复原状的过程中弹性势能

,弹出的物体的动能

;当物体以某一初速度压缩弹簧时,弹簧的弹性势能

,物体的动能

.(均选填“增大”或“减小”)减小增大增大减小减小增大增大减小知识点二动能与势能的相互转化1.如图所示,物体沿光滑斜面下3.机械能包括哪些形式的能?这些能量是如何实现相互转化的?答案:机械能包括重力势能、弹性势能和动能;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.3.机械能包括哪些形式的能?这些能量是如何实现相互转化的?答知识点三

机械能守恒定律1.如图所示,过山车在失去外部动力的情况下由高处飞奔而下.(忽略轨道的阻力和空气阻力)过山车受哪些力的作用?这些力各做什么功?过山车的动能和势能怎么变化?动能与势能的和变化吗?答案:过山车受重力和轨道支持力作用;重力做正功,支持力不做功;过山车的动能增大,重力势能减小;动能与势能的和保持不变.知识点三机械能守恒定律1.如图所示,过山车在失去外部动力的1．滑块与小车的临界问题①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出．(2)射出或不射出磁场的临界状态是带电体运动的轨迹与磁场边界相切，对应粒子速度的临界值．(2)运动学表达式：x＝Asin(ωt＋φ)，其中A代表振幅，ω＝2πf表示简谐运动的快慢，(ωt＋φ)代表简谐运动的相位，φ叫做初相．(2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．(1)定义：物体的质量与速度的乘积．(4)与外界绝热，则不发生热传递，此时Q＝0.(2)当F＝0时，物体沿切线方向飞出；1．洛伦兹力方向的特点第三宇宙速度(逃逸速度) 16.7 使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.三、三角函数法1．自感现象“阻碍”作用的理解考点一对电磁场理论和电磁波的理解2.

如图所示,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置.开始时通过小球压缩弹簧到A位置,已知lAO=lOB,然后从静止释放小球.(1)运动过程中小球的能量如何变化?小球的机械能守恒吗?答案:A→O小球的动能增大,重力势能不变,机械能大;O→B,小球的动能减小,重力势能不变,机械能减小.小球的机械能不守恒.1．滑块与小车的临界问题2.如图所示,在光滑的水平台面上,(2)小球运动过程中,存在守恒量吗?谁的机械能是守恒的?3.机械能守恒定律.(1)内容:

.

.(2)适用条件:

.(3)表达式:

.答案:存在守恒量;小球和弹簧组成的系统机械能守恒.在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持不变只有重力或弹力做功

(2)小球运动过程中,存在守恒量吗?谁的机械能是守恒的?3.小试身手判断下列说法的正误并和同学交流(正确的打“√”,错误的打“×”).1.物体的机械能一定是正值.(

)2.通过重力或弹力做功,机械能可以转化为非机械能.(

)3.物体自由下落时,重力做正功,物体的动能和重力势能都增大.(

)4.合力为0,物体的机械能一定守恒. (

)5.合力做功为0,物体的机械能一定守恒.(

)6.只有重力做功,物体的机械能一定守恒.(

)×××××√小试身手判断下列说法的正误并和同学交流(正确的打“√”,错误探究一

机械能守恒定律问题情境如图所示,质量为m的小球沿一光滑斜面从距地面h1高度的A处开始下滑,初速度为v1,当下滑到距地面高度为h2处时,速度为v2,不计空气阻力,取地面为参考平面.1.小球从A运动到B的过程中,受到几个力的作用?这些力各自做功为多少?答案:小球受重力和支持力作用;支持力不做功,重力做功为WG=mgh1-mgh2.探究一机械能守恒定律问题情境如图所示,质量为m的小球沿一光2.根据动能定理,推导重力做功与小球动能变化的关系.

3.小球在A、B两点的机械能怎样表示?

2.根据动能定理,推导重力做功与小球动能变化的关系.

3.小4.根据以上探究内容,能得出什么结论?这说明什么?

4.根据以上探究内容,能得出什么结论?这说明什么?

过程建构1.机械能守恒定律的三种表达式.(1)从守恒角度看:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(或E1=E2).此式表示系统初、末状态的机械能相等,计算初、末状态的势能时必须选择同一参考平面.(2)从能的转化角度看:ΔEk=-ΔEp.此式表示系统动能的增加(减少)量等于势能的减少(增加)量.(3)从能的转移角度看:ΔEA增=ΔEB减.此式表示系统A部分机械能的增加量等于B部分机械能的减少量,常用于解决两个或多个物体组成的系统机械能守恒问题.过程建构1.机械能守恒定律的三种表达式.1.带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题是一类重要而典型的题型．对于这类问题，若采用常规方法求解，过程复杂，运算量大．若采用“等效法”求解，则过程往往比较简捷．4．把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内，断开电键S，求出导线电阻Rx的平均值．(1)构造(如图所示)：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉．1．定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S和B的乘积．4．动量、动能、动量的变化量的关系两个在光滑水平面上做匀速运动的物体，甲物体追上乙物体的条件是甲物体的速度v甲大于乙物体的速度v乙，即v甲>v乙，而甲物体与乙物体不相碰的临界条件是v甲＝v乙．考点二功率的计算1．当含有电容器的直流电路达到稳定状态时，电容器处可视为断路，与之串联的电阻中无电流，不起降压作用．2．确定振动的振幅．(2)微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间．(1)天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即注意：反冲运动中平均动量守恒．2.机械能守恒定律与动能定理的比较.比较项机械能守恒定律动能定理表达式E1=E2,ΔEk=-ΔEp,ΔEA增=ΔEB减W=ΔEk适用条件只有重力或弹力做功无条件限制物理意义重力或弹力做功的过程是系统的动能与势能相互转化的过程合力对物体做的功是物体动能变化的量度说明在ΔEk=-ΔEp中,等号左边表示动能的增加量时,等号右边表示势能的减少量等号右边表示动能的变化量,等号左边表示合力的功1.带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题【典例1】如图所示,在地面上以速度v0斜向上抛出质量为m的物体,抛出后物体落到比地面低h的海平面上.若以海平面为参考平面,不计空气阻力,则下列说法正确的是 (

)

【典例1】如图所示,在地面上以速度v0斜向上抛出质量为m的物

答案:C

答案:C

探究二机械能守恒定律的适用条件及应用问题情境1.下列两幅图中,忽略空气阻力,小球的机械能守恒吗?小球受力和外力做功有什么特点?答案:小球机械能守恒.甲图中,小球只受重力,只有重力做功;乙图中,小球受重力和绳子拉力,但拉力不做功,只有重力做功.甲乙探究二机械能守恒定律的适用条件及应用问题情境1.下列两幅图2.如图甲所示,物体A、B之间的接触面光滑,水平地面光滑;如图乙所示,轻质弹簧竖直固定在水平地面上;如图丙所示,不计绳的质量及滑轮的轴摩擦.三幅图中,忽略空气阻力,将物体A、小球和物体C由静止释放后,每个物体的机械能守恒吗?系统的机械能守恒吗?甲乙丙2.如图甲所示,物体A、B之间的接触面光滑,水平地面光滑;如答案:单个物体的机械能都不守恒,系统的机械能守恒.图甲,由于A、B之间的弹力对A做负功,对B做正功,A的机械能减小,B的机械能增大,但A、B组成的系统机械能不变;图乙,小球与弹簧接触后向下压缩弹簧,小球的重力和弹簧弹力做功,小球的机械能减小,弹簧的弹性势能增大,但小球和弹簧组成的系统机械能不变;图丙,忽略绳的质量和滑轮的轴摩擦,在C向下、D向上的运动过程中,FC和FD都做功,C的机械能减小,D的机械能增大,但WC+WD=0,C、D组成的系统机械能不变.答案:单个物体的机械能都不守恒,系统的机械能守恒.图甲,由于3.试着总结出机械能守恒定律的适用条件.答案:机械能守恒定律的适用条件:只有重力或系统内的弹力做功.3.试着总结出机械能守恒定律的适用条件.答案:机械能守恒定律过程建构理解机械能守恒定律的适用条件.(1)从能量转化的角度看,只有系统内物体的动能和势能的相互转化.(2)从系统的内力、外力做功的角度看,只有重力或系统内的弹力做功,具体表现为以下几种情况:①只受重力作用.②除重力外,物体还受其他力,但其他力不做功,只有重力或系统内的弹力做功.过程建构理解机械能守恒定律的适用条件.如图甲所示,物体沿固定的光滑曲面下滑,忽略空气阻力,物体受重力、曲面的支持力,但曲面的支持力对物体不做功,只有重力做功,物体机械能守恒;图乙,在光滑水平面上的小球(与弹簧连接),运动中受重力、弹簧弹力和地面支持力,但支持力和重力不做功,只有弹簧弹力做功,小球和弹簧组成的系统机械能守恒.甲乙如图甲所示,物体沿固定的光滑曲面下滑,忽略空气阻力,物体受重【典例2】(多选)关于图甲、乙、丙所示情景(均忽略空气阻力)的说法正确的是(

)甲乙丙【典例2】(多选)关于图甲、乙、丙所示情景(均忽略空气阻力)A.图甲中,一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动时机械能守恒B.图乙中,运动员在蹦床上越跳越高,机械能守恒C.图丙中,小车上放一木块,小车的左侧与弹簧相连,弹簧固定在墙上.小车在一定范围内左右运动时,木块相对于小车无滑动(车轮与地面间的摩擦不计),弹簧、车与木块构成的系统机械能守恒D.图丙中,如果小车在一定范围内左右运动时,木块相对于小车有滑动(车轮与地面间的摩擦不计),弹簧、车与木块构成的系统机械能守恒A.图甲中,一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动时机械能守恒解析:弹丸在碗内运动时,只有重力做功,机械能守恒,选项A正确;运动员越跳越高,机械能越来越大,选项B错误;小车在一定范围内左右运动时,如果木块相对于小车无滑动,弹簧、车与木块构成的系统机械能守恒,如果木块相对小车有滑动,弹簧、车与木块构成的系统机械能减小,机械能转化为内能,选项C正确,选项D错误.答案:AC解析:弹丸在碗内运动时,只有重力做功,机械能守恒,选项A正确判断系统机械能守恒的方法(1)从做功角度判断:只有重力和系统内的弹力做功,其他力不做功.(2)从能量转化角度判断:系统内只有动能、重力势能、弹性势能间的相互转化.判断系统机械能守恒的方法【典例3】如图所示,质量m=70kg的运动员以vA=10m/s的速度,从高h=10m的滑雪场A点沿斜坡滑下,以最低点B所在水平面为参考平面,一切阻力可忽略不计,g取10m/s2.求:(1)运动员在A点时的机械能;(2)运动员到达最低点B时的速度大小;(3)运动员能到达的最大高度.[学会审题]【典例3】如图所示,质量m=70kg的运动员以vA=10

答案:C

答案:C非质点类物体的机械能守恒问题(1)在应用机械能守恒定律处理实际问题时,经常遇到“链条”类的物体,这类物体在运动过程中的重心位置会发生变化,因此这类物体不能再看成质点来处理.(2)虽然不能看成质点来处理,但一般只有重力做功,物体整体机械能守恒,一般情况下,可将物体分段处理,确定质量分布均匀的规则物体各部分的重心位置,根据初、末状态物体重力势能的变化列式求解.非质点类物体的机械能守恒问题课堂评价答案:C1.关于机械能守恒,下列说法正确的是 (

)A.在机械能守恒的系统内,物体一定只受重力和弹力的作用B.物体处于平衡状态时,机械能一定守恒C.物体所受合力不等于0时,机械能可能守恒D.合力做功时,物体的机械能一定不守恒课堂评价答案:C1.关于机械能守恒,下列说法正确的是 (答案:C2.如图所示,无人机在空中匀速上升时,不断增加的能量是(

)A.动能

B.动能、重力势能C.重力势能、机械能

D.动能、重力势能、机械能答案:C2.如图所示,无人机在空中匀速上升时,不断增加的能量3