高中物理必修同步资料机械能守恒定律节8省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

,课前自主梳理,课堂互动探究,课时达标训练,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,第,8,节机械能守恒定律,学习目标,关键提炼,1.知道什么是机械能，知道物体动能和势能能够相互转化。,1,个定律,机械能守恒定律,1,个条件,机械能守恒条件,2.会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中机械能守恒，了解机械能守恒定律内容，知道它含义和适用条件。,3.在详细问题中，能判定机械能是否守恒，并能应用机械能守恒定律处理简单问题。,第1页,一、动能与势能相互转化,阅读教材第,75,76,页,“,动能与势能相互转化,”,部分,，,结合图,7.8,1,和图,7.8,2,体会动能与势能之间相互转化。,1.,重力势能与动能：,只有重力做功时，若重力对物体做正功，则物体重力势能,_,，动能,_,，,_,转化成了动能；若重力做负功，则,_,转化为,_,。,降低,增加,重力势能,动能,重力势能,2.,弹性势能与动能：,只有弹簧弹力做功时，若弹力做正功，则弹簧弹性势能,_,，物体动能,_,，,_,转化为动能。,降低,增加,弹性势能,第2页,3.,机械能：,(1),定义：,_,、弹性势能和,_,总称，表示式为,E,E,k,E,p,。,(2),机械能存在形式改变：经过,_,或,_,做功，机械能能够从一个形式转化成另一个形式。,重力势能,动能,重力,弹力,第3页,思维拓展,(1),如图,1,所表示,，,物体沿光滑斜面下滑,，,物体重力势能怎样改变,，,动能怎样改变？当物体以某一初速度沿着光滑斜面上滑时,，,物体重力势能怎样改变,，,动能怎样改变？,图,1,(2),如图,2,所表示,，,在光滑水平面上,，,被压缩弹簧恢复原来形状过程,，,弹性势能怎样改变？弹出物体动能怎样改变？当物体以某一初速度压缩弹簧时,，,弹性势能怎样改变,，,物体动能怎样改变？,图,2,第4页,答案,(1),下滑时，物体高度降低了，重力势能降低。物体速度增大了，即物体动能增加；上滑时，物体重力势能增加，动能降低。,(2),被压缩弹簧恢复原来形状时，弹性势能降低，被弹出物体动能增加；当物体压缩弹簧时，弹性势能增加，物体动能降低。,第5页,二、机械能守恒定律,阅读教材第,76,77,页,“,机械能守恒定律,”,部分,，,知道机械能守恒定律,，,初步了解机械能守恒条件。,1.,推导,如图,3,所表示，物体沿光滑斜面从,A,滑到,B,。,图,3,(1),由动能定理：,W,G,_,。,(2),由重力做功与重力势能关系：,W,G,_,。由以上两式可得,E,k2,E,k1,E,p1,E,p2,，即,E,k2,E,p2,E,k1,E,p1,。,结论：在只有,_,做功时，小球机械能,_,。,E,k2,E,k1,E,p1,E,p2,重力,保持不变,第6页,2.,内容：,在只有,_,或,_,做功物体系统内，动能与势能能够相互转化，而总机械能,_,。,3.,表示式,：,E,k2,E,p2,_,，即,E,2,_,。,重力,弹力,保持不变,E,k1,E,p1,E,1,第7页,思索判断,(1),经过重力做功,，,能够实现动能与重力势能相互转化。,(),(2),物体机械能一定是正值。,(),(3),协力为零,，,物体机械能一定守恒。,(),(4),协力做功为零,，,物体机械能一定守恒。,(),(5),人乘电梯匀速上升过程,，,机械能守恒。,(),第8页,关键点归纳,机械能守恒条件了解,1.,从能量特点看，系统内部只发生动能和势能相互转化，无其它形式能量,(,如内能,),之间转化，系统机械能守恒。,2.,从做功角度来看，只有重力做功或系统弹力做功，系统机械能守恒，详细表现为：,做功条件,例证,只有重力,(,或弹簧弹力,),做功,全部做抛体运动物体(不计空气阻力)，机械能守恒,除重力、弹力外还受其它力，但其它力不做功,如物体沿光滑曲面下滑，尽管受到支持力，但支持力不做功,第9页,只有重力和系统内弹力做功,如图，小球在摆动过程中线拉力不做功，如不计空气,阻力，只有重力做功，小球机械能守恒,如图，全部摩擦不计，A自B上自由下滑过程中，只有重,力和A、B间弹力做功，A、B组成系统机械能守恒。,但对B来说，A对B弹力做功，但这个力对B来说是,外力，B机械能不守恒,如图，不计空气阻力，球在运动过程中，只有重力和,弹簧与球间弹力做功，球与弹簧组成系统机械能,守恒。但对球来说，机械能不守恒,其它力做功，但做功代数和为零,如图所表示，A、B组成系统，忽略绳质量与滑轮间,摩擦，在A向下，B向上运动过程中，FA和FB都做功，,有WAWB0，不存在机械能与其它形式能转化，,则A、B系统机械能守恒,第10页,精典示例,例,1,(,吉林高一检测,),以下实例中运动物体，机械能守恒是,(,均不计空气阻力,)(,),A.,被起重机吊起货物正在加速上升,B.,物体水平抛出去,C.,物体沿粗糙斜面匀速下滑,D.,一个轻质弹簧上端固定，下端系一重物，重物沿竖直方向做上下振动,第11页,思绪探究,(1),机械能守恒条件是：系统内只有,_,或,_,做功。,(2),做匀速直线运动物体机械能是一定守恒,，,还是一定不守恒？,提醒,(1),重力弹力,(2),做匀速直线运动物体动能不变,，,若势能不变,，,则机械能守恒；若势能改变,，,则机械能不守恒。,第12页,解析,起重机吊起货物做匀加速上升运动,，,起重机对物体做正功,，,机械能增加,，,故,A,错误；平抛运动只有重力做功,，,机械能守恒,，,故,B,正确；沿着粗糙斜面,(,斜面固定不动,),匀速下滑物体,，,摩擦力做负功,，,机械能降低,，,故不守恒,，,故,C,错误；轻质弹簧上端悬挂,，,重物系在弹簧下端做上下振动过程中只有重力和系统内弹力做功,，,故系统机械能守恒,，,但物体机械能不守恒,，,故,D,错误。,答案,B,第13页,针对训练,1,(,多项选择,),如图,4,所表示，弹簧固定在地面上，一小球从它正上方,A,处自由下落，抵达,B,处开始与弹簧接触，抵达,C,处速度为,0,，不计空气阻力，则在小球从,B,到,C,过程中,(,),图,4,A.,弹簧弹性势能不停增大,B.,弹簧弹性势能不停减小,C.,小球和弹簧组成系统机械能不停减小,D.,小球和弹簧组成系统机械能保持不变,解析,从,B,到,C,，,小球克服弹力做功,，,弹簧弹性势能不停增加,，,A,正确,，,B,错误；对小球、弹簧组成系统,，,只有重力和系统内弹力做功,，,系统机械能守恒,，,C,错误,，,D,正确。,答案,AD,第14页,关键点归纳,机械能守恒定律应用,1.,机械能守恒定律不一样表示式,表示式,物理意义,从不一样,状态看,E,k1,E,p1,E,k2,E,p2,或,E,初,E,末,初状态机械能等于末状态机械能,从转化,角度看,E,k2,E,k1,E,p1,E,p2,或,E,k,E,p,过程中动能增加量等于势能降低许,从转移,角度看,E,A,2,E,A,1,E,B,1,E,B,2,或,E,A,E,B,系统只有A、B两物体时，A增加机械能等于B降低机械能,第15页,2.,应用机械能守恒定律解题步骤,第16页,精典示例,例,2,如图,5,所表示，质量,m,2 kg,小球用长,L,1.05 m,轻质细绳悬挂在距水平地面高,H,6.05 m,O,点。现将细绳拉直至水平状态，自,A,点无初速度释放小球，运动至悬点,O,正下方,B,点时细绳恰好断裂，接着小球做平抛运动，落至水平地面上,C,点。不计空气阻力，重力加速度,g,取,10 m/s,2,。求：,图,5,(1),细绳能承受最大拉力；,(2),细绳断裂后小球在空中运动所用时间；,(3),小球落地瞬间速度大小。,第17页,答案,(1)60 N,(2)1 s,(3)11 m/s,第18页,第19页,针对训练,2,如图,6,所表示，质量为,m,物体，以某一初速度从,A,点向下沿光滑轨道运动，不计空气阻力，若物体经过轨道最低点,B,时速度为,，求：,图,6,(1),物体在,A,点时速度大小；,(2),物体离开,C,点后还能上升多高。,第20页,第21页,关键点归纳,多个物体组成系统机械能守恒问题,多个物体组成系统机械能守恒问题解题思绪,(1),首先分析多个物体组成系统所受外力是否只有重力或弹力做功，内力是否造成了机械能与其它形式能转化，从而判断系统机械能是否守恒。,(2),若系统机械能守恒，则机械能从一个物体转移到另一个物体，,E,1,E,2,，一个物体机械能增加，则一定有另一个物体机械能降低。,第22页,精典示例,例,3,如图,7,所表示，可视为质点小球,A,、,B,用不可伸长细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为,R,光滑圆柱，,A,质量为,B,两倍。当,B,位于地面时，,A,恰与圆柱轴心等高。将,A,由静止释放，,B,上升最大高度是,(,),图,7,第23页,答案,C,第24页,第25页,针对训练,3,如图,8,所表示，轻绳连接,A,、,B,两物体，,A,物体悬在空中距地面,H,高处，,B,物体放在水平面上。若,A,物体质量是,B,物体质量,2,倍，不计一切摩擦。由静止释放,A,物体，以地面为零势能参考面。当,A,动能与其重力势能相等时，,A,距地面高度是,(,),图,8,第26页,答案,B,第27页,1.,(,机械能守恒判断,),(,多项选择,),图,9,各图中机械能守恒是,(,),图,9,A.,甲图中，物体,A,将弹簧压缩过程中，,A,机械能守恒,B.,乙图中，在大小等于摩擦力拉力下沿斜面下滑时，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,机械能守恒,D.,丁图中，小球沿水平面做匀速圆周运动时，小球机械能守恒,第28页,解析,甲图中重力和弹力做功,，,物体,A,和弹簧组成系统机械能守恒,，,但物体,A,机械能不守恒,，,A,错；乙图中物体,B,除受重力外,，,还受弹力、拉力、摩擦力,，,但除重力之外三个力做功代数和为零,，,机械能守恒,，,B,对；丙图中绳子张力对,A,做负功,，对,B,做正功,，,代数和为零,，,A,、,B,机械能守恒,，,C,对；丁图中动能不变,，,势能不变,，,机械能守恒,，,D,对。,答案,BCD,第29页,2.,(,重力势能和动能转化,),(,南阳高一检,),(,多项选择,),两个质量不一样小铁块,A,和,B,，分别从高度相同都是光滑斜面和圆弧面顶点滑向底部，如图,10,所表示。假如它们初速度都为,0,，则以下说法正确是,(,),图,10,A.,下滑过程中重力所做功相等,B.,它们抵达底部时动能相等,C.,它们抵达底部时速率相等,D.,它们在最高点时机械能和它们抵达最低点时机械能大小各自相等,第30页,答案,CD,第31页,3.,(,重力势能、弹性势能和动能转化,),(,泉州高一检测,)(,多项选择,),如图,11,所表示，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,A,点无初速度释放，让它自由摆下，不计空气阻力。在重物由,A,点摆向最低点,B,过程中，以下说法正确是,(,),图,11,A.,重物机械能守恒,B.,重物机械能降低,C.,重物重力势能与弹簧弹性势能之和不变,D.,重物与弹簧组成系统机械能守恒,第32页,解析,重物由,A,点下摆到,B,点过程中,，,弹簧被拉长,，,弹簧弹力对重物做了负功,，,所以重物机械能降低,，,故,A,错误,，,B,正确；此过程中,，,因为只有重力和弹簧弹力做功,，,所以重物与弹簧组成系统机械能守恒,，即重物降低重力势能等于重物取得动能与弹簧弹性势能之和，故,C,错误,，,D,正确。,答案,BD,第33页,4.,(,物体机械能守恒判断,),(,多项选择,),如图,12,所表示，在两个质量分别为,m,和,2,m,小球,a,和,b,之间，用一根长为,L,轻杆连接,(,杆质量不计,),，两小球可绕穿过杆中心,O,水平轴无摩擦地转动。现让轻杆处于水平位置，然后无初速度释放，重球,b,向下，轻球,a,向上，产生转动，在杆转至竖直过程中,(,),图,12,A.,b,球重力势能降低，动能增加,B.,a,球重力势能增加，动能增加,C.,a,球和,b,球总机械能守恒,D.,a,球和,b,球总机械能不守恒,第34页,解析,a,、,b,两球组成系统中,，,只存在动能和重力势能相互转化,，,系统机械能守恒,，,选项,C,正确,，,D,错误；其中,a,球动能和重力势能均增加,，,机械能增加,，,轻杆对,a,球做正功；,b,球重力势能降低,，,动能增加,，,总机械能降低,，,轻杆对,b,球做负功,，,选项,A,、,B,正确。,答案,ABC,第35页,5.,(,机械能守恒定律应用,),在某娱乐节目中，选手需要借助悬挂在高处绳飞越到水面浮台上，小明和小阳观看后对此进行了讨论。如图,13,所表示，他们将选手简化为质量,m,60 kg,质点，选手抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹角,53,，绳悬挂点,O,距水面高度为,H,3 m,。不考虑空气阻力和绳质量，浮台露出水面高度不计，水足够深。取重力加速度,g,10 m/s,2,，,sin 53,0.8,，,cos 53,0.6,。求选手摆到最低点时对绳拉力大小,F,。,图,13,第36页,答案,1 080 N,第37页,第38页,