高中物理 第七章 机械能守恒定律4课件 新人教版必修2

1、第七章 机械能守恒定律,8、机械能守恒定律,教学目标,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,释放钢球后，学生联系到伽利略理想实验中的判断，认识到若无空气阻力，应该摆到等高处，不会碰到鼻子。,一、导入新课,（1）复习巩固： 说出我们前面学过的三种功能关系,（2）实验： （激疑）钢球用细绳悬起，请一同学 靠近，将钢球偏至同学鼻子处释放，摆回时，观察该同学反应。,一、动能和势能的相互转化,探究一：机械能中动能和势能能否相互转化,力做功的过程也是能量从一种形式转化为另一种

2、形式的过程，物体的动能和势能总和称为机械能。,（1）同学们举出生活中的例子，说明动能和势能的相互转化,瀑布（自由落体）：,过山车：,重力势能,动 能,荡秋千：,重力势能,撑杆跳高：,动能,（2）以自由落体运动的物体为例，从功能关系着手，解释动能和势能的变化原因。,根据合外力做功与动能的关系（即动能定理）得到 合外力即重力做正功，动能增加； 所以重力势能转化为动能,根据重力做功与重力势能的关系，得到重力做正功，重力势能减少；,二、机械能守恒定律,探究二：动能和势能转化的过程中机械能是否守恒,（1）实验探究： 如图：一个用细线悬挂的小球从A点开始摆动。记住它向右能够达到的最大高度。 然后一把直尺在

3、P点挡住摆线，看一看这种情况下小球所能达到的最大高度。 你认为这个实验说明了什么？,小球摆动过程中总能达到原来高度，好像“记得”自己原来的高度，说明在摆动过程中有一个物理量是保持不变的，是什么呢？ 重力势能与动能的总和保持不变，也就是机械能保持不变,研究方法：探究物理规律时，应该是由简单到复杂，逐步深入，先对简单的物理现象进行探究，然后加以推广深化。,情景设置：质量为m的物体自由下落过程中经过高度h1 的A点速度v1，高度h2的B点时速度为v2，不计空气阻 力，分析A、B两位置的机械能的关系。,由动能定理 WG=mv22/2-mv12/2= EK2-EK1 又 WG=mgh1-mgh2 = E

4、P1-EP2 得到 EK2-EK1=EP1-EP2 移项后，得 EP2+EK2 = EP1+EK1 即 E2= E1,由于A，B是任意选择的，所以在整个过程中机械能守恒。,得出结论：自由下落过程物体机械能守恒,（2）理论分析：,探究三：机械能守恒是否有条件,举例分析：分析如下情况机械能是否守恒,例（1） 物体沿光滑斜面下滑,WG=mgh1-mgh2,机械能守恒,例（2）探究二中例题计空气阻力时,WG=mgh1-mgh2,机械能不守恒,结论：只有重力做功时，总机械能守恒,拓展分析：只有弹力做功时，能量如何变化，机械能是否守恒（注意研究对象）,如图，光滑小球套在水平杆上运动，C为原长处，从A到B过

5、程中分析能量的变化，判定机械能是否守恒,分析 ： WF= EK2-EK1 又 WF= EP1-EP2 则 EK2-EK1 = EP1-EP2 即 EP2+EK2=EP1+EK1,注意：弹簧的弹性势能转化为物体的动能,结论： 只有弹力做功时，系统机械能守恒（注意是系统）,机械能守恒的条件为系统内只有重力（或弹力）做功。,深入理解：对守恒条件的理解下列说法正确吗？ （1）只有重力（或弹力）做功意思是物体只受重力或弹力，不受其它力 （2）只有重力（或弹力）做功意思是除重力（或弹力）其它力都不做功,得出结论：,1、内容：在只有重力和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 2

6、、条件：系统内只有重力（或弹力）做功。 3、表达式： EP2+EK2=EP1+EK1 （ E2= E1）,机械能守恒定律,问题分析：一小球在真空中下落，有一质量相同的小球在粘滞性较大的液体中匀速下落，它们都因高度为h1的地方下落到h2的地方，在两种情况下，重力所做的功相等吗？重力势能各转化为什么形式的能？机械能守恒吗？,探究四：书本中的思考与讨论：,答案：重力所做的功相等，第一种情况重力势能转化为动能，机械能守恒。第一种情况重力势能转化为动能和内能，机械能不守恒。,从能量转化角度判定,拓展思考：,1、能的变化对应什么力做功。,除重力外的其它力做功等于机械能的变化,2、有其它方法判定机械能是否守

7、恒吗？,探究五：探究机械能守恒定律解题的解题步骤及优点 例题：把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图），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？,三、机械能守恒定律的应用,分析： 1、小球受几个力，做功情况怎样？ 2、小球运动过程中机械能守恒吗？ 3、选取什么方法求解，能用前面学过的牛顿运动定律和运动学公式求解吗？ 4、列公式求解前要注意什么？ （过程见课本）,对比总结优点： 机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便；应用机械能守恒定律解决问题，只需考虑运动的始末状态，不必考虑两个状态之间过程的细节。因此一些难以用牛顿运动定律解决的问题，应用机械能守恒定律则易于解决。,总结解题的方法和步骤： 选取研究对象 根据研究对象所经历的物理过程，进行受力，做功分析，判断机械能是否守恒 恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初末时刻的机械能 根据机械能守恒定律列方程，进行求解,1：分析下列情况下机械能是否守恒？ A跳伞运动员从空中匀速下落过程 B物体以8m/s2在空中下落过程 C物体作平抛运动过程 D物体在细线拉力作用下