人教版必修第二冊(cè)第八章機(jī)械能守恒定律課件

第八章機(jī)械能守恒定律第八章機(jī)械能守恒定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1.結(jié)合生活情境和已學(xué)知識(shí),知道機(jī)械能的概念.了解機(jī)械能包括哪些形式的能,會(huì)用能量觀念分析具體實(shí)例中動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化.2.根據(jù)重力做功過程運(yùn)用動(dòng)能定理推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律,明確機(jī)械能守恒定律所描述的系統(tǒng)對(duì)象,能在具體問題中判斷機(jī)械能是否守恒.體會(huì)守恒觀念對(duì)認(rèn)識(shí)物理規(guī)律的重要性.3.通過應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決實(shí)際問題,進(jìn)一步理解機(jī)械能守恒的條件,體會(huì)用機(jī)械能守恒定律解題的優(yōu)越性,感受守恒定律對(duì)研究和解決物理問題的重要意義.4

機(jī)械能守恒定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1.結(jié)合生活情境和已學(xué)知識(shí),知道機(jī)械能的概念.知識(shí)點(diǎn)一追尋守恒量答案:不相等,因?yàn)榇嬖谧枇?將小球由斜面A上某位置由靜止釋放,小球運(yùn)動(dòng)到斜面B上.1.小球從斜面A滾下的高度與其在B斜面上上升的高度相等嗎?為什么?知識(shí)點(diǎn)一追尋守恒量答案:不相等,因?yàn)榇嬖谧枇?將小球由斜面2.假設(shè)斜面光滑,空氣阻力不計(jì),兩個(gè)高度相等嗎?說明什么問題?答案:相等;說明某種“東西”在小球運(yùn)動(dòng)的過程中是不變的,這種“東西”就是機(jī)械能.3.物理學(xué)的研究過程中,尋找“守恒量”有什么意義?答案:物理世界是千變?nèi)f化的,但是,人們發(fā)現(xiàn)有些物理量在一定條件下是守恒的,可以用這些“守恒量”來表示物理世界變化的規(guī)律,這就是守恒定律.機(jī)械能守恒定律就是其中的一個(gè).2.假設(shè)斜面光滑,空氣阻力不計(jì),兩個(gè)高度相等嗎?說明什么問題知識(shí)點(diǎn)二動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化1.如圖所示,物體沿光滑斜面下滑,物體的重力勢(shì)能

,動(dòng)能

;當(dāng)物體以某一初速度沿著光滑斜面上滑時(shí),物體的重力勢(shì)能

,動(dòng)能

.(均選填“增大”或“減小”)2.如圖所示,在光滑水平面上,被壓縮的彈簧恢復(fù)原狀的過程中彈性勢(shì)能

,彈出的物體的動(dòng)能

;當(dāng)物體以某一初速度壓縮彈簧時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能

,物體的動(dòng)能

.(均選填“增大”或“減小”)減小增大增大減小減小增大增大減小知識(shí)點(diǎn)二動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化1.如圖所示,物體沿光滑斜面下3.機(jī)械能包括哪些形式的能?這些能量是如何實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化的?答案:機(jī)械能包括重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能和動(dòng)能;通過重力或彈力做功,機(jī)械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式.3.機(jī)械能包括哪些形式的能?這些能量是如何實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化的?答知識(shí)點(diǎn)三

機(jī)械能守恒定律1.如圖所示,過山車在失去外部動(dòng)力的情況下由高處飛奔而下.(忽略軌道的阻力和空氣阻力)過山車受哪些力的作用?這些力各做什么功?過山車的動(dòng)能和勢(shì)能怎么變化?動(dòng)能與勢(shì)能的和變化嗎?答案:過山車受重力和軌道支持力作用;重力做正功,支持力不做功;過山車的動(dòng)能增大,重力勢(shì)能減小;動(dòng)能與勢(shì)能的和保持不變.知識(shí)點(diǎn)三機(jī)械能守恒定律1.如圖所示,過山車在失去外部動(dòng)力的2.

如圖所示,在光滑的水平臺(tái)面上,一輕彈簧左端固定,右端連接一金屬小球,O點(diǎn)是彈簧保持原長(zhǎng)時(shí)小球的位置.開始時(shí)通過小球壓縮彈簧到A位置,已知lAO=lOB,然后從靜止釋放小球.(1)運(yùn)動(dòng)過程中小球的能量如何變化?小球的機(jī)械能守恒嗎?答案:A→O小球的動(dòng)能增大,重力勢(shì)能不變,機(jī)械能大;O→B,小球的動(dòng)能減小,重力勢(shì)能不變,機(jī)械能減小.小球的機(jī)械能不守恒.2.如圖所示,在光滑的水平臺(tái)面上,一輕彈簧左端固定,右端連(2)小球運(yùn)動(dòng)過程中,存在守恒量嗎?誰的機(jī)械能是守恒的?3.機(jī)械能守恒定律.(1)內(nèi)容:

.

.(2)適用條件:

.(3)表達(dá)式:

.答案:存在守恒量;小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動(dòng)能與勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能保持不變只有重力或彈力做功

(2)小球運(yùn)動(dòng)過程中,存在守恒量嗎?誰的機(jī)械能是守恒的?3.小試身手判斷下列說法的正誤并和同學(xué)交流(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”).1.物體的機(jī)械能一定是正值.(

)2.通過重力或彈力做功,機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為非機(jī)械能.(

)3.物體自由下落時(shí),重力做正功,物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能都增大.(

)4.合力為0,物體的機(jī)械能一定守恒. (

)5.合力做功為0,物體的機(jī)械能一定守恒.(

)6.只有重力做功,物體的機(jī)械能一定守恒.(

)×××××√小試身手判斷下列說法的正誤并和同學(xué)交流(正確的打“√”,錯(cuò)誤探究一

機(jī)械能守恒定律問題情境如圖所示,質(zhì)量為m的小球沿一光滑斜面從距地面h1高度的A處開始下滑,初速度為v1,當(dāng)下滑到距地面高度為h2處時(shí),速度為v2,不計(jì)空氣阻力,取地面為參考平面.1.小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中,受到幾個(gè)力的作用?這些力各自做功為多少?答案:小球受重力和支持力作用;支持力不做功,重力做功為WG=mgh1-mgh2.探究一機(jī)械能守恒定律問題情境如圖所示,質(zhì)量為m的小球沿一光2.根據(jù)動(dòng)能定理,推導(dǎo)重力做功與小球動(dòng)能變化的關(guān)系.

3.小球在A、B兩點(diǎn)的機(jī)械能怎樣表示?

2.根據(jù)動(dòng)能定理,推導(dǎo)重力做功與小球動(dòng)能變化的關(guān)系.

3.小4.根據(jù)以上探究?jī)?nèi)容,能得出什么結(jié)論?這說明什么?

4.根據(jù)以上探究?jī)?nèi)容,能得出什么結(jié)論?這說明什么?

過程建構(gòu)1.機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)式.(1)從守恒角度看:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(或E1=E2).此式表示系統(tǒng)初、末狀態(tài)的機(jī)械能相等,計(jì)算初、末狀態(tài)的勢(shì)能時(shí)必須選擇同一參考平面.(2)從能的轉(zhuǎn)化角度看:ΔEk=-ΔEp.此式表示系統(tǒng)動(dòng)能的增加(減少)量等于勢(shì)能的減少(增加)量.(3)從能的轉(zhuǎn)移角度看:ΔEA增=ΔEB減.此式表示系統(tǒng)A部分機(jī)械能的增加量等于B部分機(jī)械能的減少量,常用于解決兩個(gè)或多個(gè)物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒問題.過程建構(gòu)1.機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)式.2.機(jī)械能守恒定律與動(dòng)能定理的比較.比較項(xiàng)機(jī)械能守恒定律動(dòng)能定理表達(dá)式E1=E2,ΔEk=-ΔEp,ΔEA增=ΔEB減W=ΔEk適用條件只有重力或彈力做功無條件限制物理意義重力或彈力做功的過程是系統(tǒng)的動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的過程合力對(duì)物體做的功是物體動(dòng)能變化的量度說明在ΔEk=-ΔEp中,等號(hào)左邊表示動(dòng)能的增加量時(shí),等號(hào)右邊表示勢(shì)能的減少量等號(hào)右邊表示動(dòng)能的變化量,等號(hào)左邊表示合力的功2.機(jī)械能守恒定律與動(dòng)能定理的比較.比較項(xiàng)機(jī)械能守恒定律動(dòng)能【典例1】如圖所示,在地面上以速度v0斜向上拋出質(zhì)量為m的物體,拋出后物體落到比地面低h的海平面上.若以海平面為參考平面,不計(jì)空氣阻力,則下列說法正確的是 (

)

【典例1】如圖所示,在地面上以速度v0斜向上拋出質(zhì)量為m的物

答案:C

答案:C

探究二機(jī)械能守恒定律的適用條件及應(yīng)用問題情境1.下列兩幅圖中,忽略空氣阻力,小球的機(jī)械能守恒嗎?小球受力和外力做功有什么特點(diǎn)?答案:小球機(jī)械能守恒.甲圖中,小球只受重力,只有重力做功;乙圖中,小球受重力和繩子拉力,但拉力不做功,只有重力做功.甲乙探究二機(jī)械能守恒定律的適用條件及應(yīng)用問題情境1.下列兩幅圖2.如圖甲所示,物體A、B之間的接觸面光滑,水平地面光滑;如圖乙所示,輕質(zhì)彈簧豎直固定在水平地面上;如圖丙所示,不計(jì)繩的質(zhì)量及滑輪的軸摩擦.三幅圖中,忽略空氣阻力,將物體A、小球和物體C由靜止釋放后,每個(gè)物體的機(jī)械能守恒嗎?系統(tǒng)的機(jī)械能守恒嗎?甲乙丙2.如圖甲所示,物體A、B之間的接觸面光滑,水平地面光滑;如答案:單個(gè)物體的機(jī)械能都不守恒,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.圖甲,由于A、B之間的彈力對(duì)A做負(fù)功,對(duì)B做正功,A的機(jī)械能減小,B的機(jī)械能增大,但A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能不變;圖乙,小球與彈簧接觸后向下壓縮彈簧,小球的重力和彈簧彈力做功,小球的機(jī)械能減小,彈簧的彈性勢(shì)能增大,但小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能不變;圖丙,忽略繩的質(zhì)量和滑輪的軸摩擦,在C向下、D向上的運(yùn)動(dòng)過程中,FC和FD都做功,C的機(jī)械能減小,D的機(jī)械能增大,但WC+WD=0,C、D組成的系統(tǒng)機(jī)械能不變.答案:單個(gè)物體的機(jī)械能都不守恒,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.圖甲,由于3.試著總結(jié)出機(jī)械能守恒定律的適用條件.答案:機(jī)械能守恒定律的適用條件:只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功.3.試著總結(jié)出機(jī)械能守恒定律的適用條件.答案:機(jī)械能守恒定律胸?zé)o大志，枉活一世。古之立大事者，不惟有超世之材，亦必有堅(jiān)忍不撥之志。頂天立地奇男子，要把乾坤扭轉(zhuǎn)來。天才是由于對(duì)事業(yè)的熱愛感而發(fā)展起來的，簡(jiǎn)直可以說天才。困，你是人類藝術(shù)的源泉，你將偉大的靈感賜予詩人。鷹愛高飛，鴉棲一枝。誰不向前看，誰就會(huì)面臨許多困難。志不立，如無舵這舟，無銜之馬，漂蕩奔逸，終亦何所底乎。壯志與毅力是事業(yè)的雙翼。男兒不展同云志，空負(fù)天生八尺軀。人生志氣立，所貴功業(yè)昌。立志是事業(yè)的大門，工作是登門入室的旅程。鳥不展翅膀難高飛。有志始知蓬萊近，無為總覺咫尺遠(yuǎn)。一個(gè)人如果胸?zé)o大志，既使再有壯麗的舉動(dòng)也稱不上是偉人。壯志與毅力是事業(yè)的雙翼。得意時(shí)應(yīng)善待他人，因?yàn)槟闶б鈺r(shí)會(huì)需要他們。雄鷹必須比鳥飛得高，因?yàn)樗墨C物就是鳥。雄心志四海，萬里望風(fēng)塵。貧窮是一切藝術(shù)職業(yè)的母親。母雞的理想不過是一把糠。卒子過河，意在吃帥。立志難也，不在勝人，在自勝。人惟患無志，有志無有不成者。丈夫四海志，萬里猶比鄰。過程建構(gòu)理解機(jī)械能守恒定律的適用條件.(1)從能量轉(zhuǎn)化的角度看,只有系統(tǒng)內(nèi)物體的動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化.(2)從系統(tǒng)的內(nèi)力、外力做功的角度看,只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功,具體表現(xiàn)為以下幾種情況:①只受重力作用.②除重力外,物體還受其他力,但其他力不做功,只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功.胸?zé)o大志，枉活一世。過程建構(gòu)理解機(jī)械能守恒定律的適用條件.如圖甲所示,物體沿固定的光滑曲面下滑,忽略空氣阻力,物體受重力、曲面的支持力,但曲面的支持力對(duì)物體不做功,只有重力做功,物體機(jī)械能守恒;圖乙,在光滑水平面上的小球(與彈簧連接),運(yùn)動(dòng)中受重力、彈簧彈力和地面支持力,但支持力和重力不做功,只有彈簧彈力做功,小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.甲乙如圖甲所示,物體沿固定的光滑曲面下滑,忽略空氣阻力,物體受重【典例2】(多選)關(guān)于圖甲、乙、丙所示情景(均忽略空氣阻力)的說法正確的是(

)甲乙丙【典例2】(多選)關(guān)于圖甲、乙、丙所示情景(均忽略空氣阻力)A.圖甲中,一顆彈丸在光滑的碗內(nèi)做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒B.圖乙中,運(yùn)動(dòng)員在蹦床上越跳越高,機(jī)械能守恒C.圖丙中,小車上放一木塊,小車的左側(cè)與彈簧相連,彈簧固定在墻上.小車在一定范圍內(nèi)左右運(yùn)動(dòng)時(shí),木塊相對(duì)于小車無滑動(dòng)(車輪與地面間的摩擦不計(jì)),彈簧、車與木塊構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.圖丙中,如果小車在一定范圍內(nèi)左右運(yùn)動(dòng)時(shí),木塊相對(duì)于小車有滑動(dòng)(車輪與地面間的摩擦不計(jì)),彈簧、車與木塊構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒A.圖甲中,一顆彈丸在光滑的碗內(nèi)做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒解析:彈丸在碗內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),只有重力做功,機(jī)械能守恒,選項(xiàng)A正確;運(yùn)動(dòng)員越跳越高,機(jī)械能越來越大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;小車在一定范圍內(nèi)左右運(yùn)動(dòng)時(shí),如果木塊相對(duì)于小車無滑動(dòng),彈簧、車與木塊構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,如果木塊相對(duì)小車有滑動(dòng),彈簧、車與木塊構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能減小,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:AC解析:彈丸在碗內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),只有重力做功,機(jī)械能守恒,選項(xiàng)A正確判斷系統(tǒng)機(jī)械能守恒的方法(1)從做功角度判斷:只有重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功,其他力不做功.(2)從能量轉(zhuǎn)化角度判斷:系統(tǒng)內(nèi)只有動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化.判斷系統(tǒng)機(jī)械能守恒的方法【典例3】如圖所示,質(zhì)量m=70kg的運(yùn)動(dòng)員以vA=10m/s的速度,從高h(yuǎn)=10m的滑雪場(chǎng)A點(diǎn)沿斜坡滑下,以最低點(diǎn)B所在水平面為參考平面,一切阻力可忽略不計(jì),g取10m/s2.求:(1)運(yùn)動(dòng)員在A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能;(2)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)的速度大小;(3)運(yùn)動(dòng)員能到達(dá)的最大高度.[學(xué)會(huì)審題]【典例3】如圖所示,質(zhì)量m=70kg的運(yùn)動(dòng)員以vA=10

答案:C

答案:C非質(zhì)點(diǎn)類物體的機(jī)械能守恒問題(1)在應(yīng)用機(jī)械能守恒定律處理實(shí)際問題時(shí),經(jīng)常遇到“鏈條”類的物體,這類物體在運(yùn)動(dòng)過程中的重心位置會(huì)發(fā)生變化,因此這類物體不能再看成質(zhì)點(diǎn)來處理.(2)雖然不能看成質(zhì)點(diǎn)來處理,但一般只有重力做功,物體整體機(jī)械能守恒,一般情況下,可將物體分段處理,確定質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體各部分的重心位置,根據(jù)初、末狀態(tài)物體重力勢(shì)能的變化列式求解.非質(zhì)點(diǎn)類物體的機(jī)械能守恒問題第八章機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律與動(dòng)能定理的比較.以地面為參考平面,重力加速度為g,蘋果落到坑底時(shí)的機(jī)械能為(不計(jì)空氣阻力)()(1)運(yùn)動(dòng)員在A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能;如圖所示,無人機(jī)在空中勻速上升時(shí),不斷增加的能量是下列兩幅圖中,忽略空氣阻力,小球的機(jī)械能守恒嗎?小球受力和外力做功有什么特點(diǎn)?探究二機(jī)械能守恒定律的適用條件及應(yīng)用立志難也，不在勝人，在自勝。了解機(jī)械能包括哪些形式的能,會(huì)用能量觀念分析具體實(shí)例中動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化.據(jù)此可估算出他離地時(shí)的速度大小為()體會(huì)守恒觀念對(duì)認(rèn)識(shí)物理規(guī)律的重要性.答案:物理世界是千變?nèi)f化的,但是,人們發(fā)現(xiàn)有些物理量在一定條件下是守恒的,可以用這些“守恒量”來表示物理世界變化的規(guī)律,這就是守恒定律.(1)內(nèi)容:.小球從斜面A滾下的高度與其在B斜面上上升的高度相等嗎?為什么?合力對(duì)物體做的功是物體動(dòng)能變化的量度根據(jù)重力做功過程運(yùn)用動(dòng)能定理推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律,明確機(jī)械能守恒定律所描述的系統(tǒng)對(duì)象,能在具體問題中判斷機(jī)械能是否守恒.據(jù)此可估算出他離地時(shí)的速度大小為()答案:小球機(jī)械能守恒.如圖甲所示,物體沿固定的光滑曲面下滑,忽略空氣阻力,物體受重力、曲面的支持力,但曲面的支持力對(duì)物體不做功,只有重力做功,物體機(jī)械能守恒;圖乙,在光滑水平面上的小球(與彈簧連接),運(yùn)動(dòng)中受重力、彈簧彈力和地面支持力,但支持力和重力不做功,只有彈簧彈力做功,小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.立志是事業(yè)的大門，工作是登門入室的旅程。男兒不展同云志，空負(fù)天生八尺軀。(1)從守恒角度看:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(或E1=E2).機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)式.機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)式.;當(dāng)物體以某一初速度沿著光滑斜面上滑時(shí),物體的重力勢(shì)能,動(dòng)能.課堂評(píng)價(jià)答案:C1.關(guān)于機(jī)械能守恒,下列說法正確的是 (

)A.在機(jī)械能守恒的系統(tǒng)內(nèi),物體一定只受重力和彈力的作用B.物體處于平衡狀態(tài)時(shí),機(jī)械能一定守恒C.物體所受合力不等于0時(shí),機(jī)械能可能守恒D.合力做功時(shí),物體的機(jī)械能一定不守恒第八章機(jī)械能守恒定律課堂評(píng)價(jià)答案:C1.關(guān)于機(jī)械能守答案:C2.如圖所示,無人機(jī)在空中勻速上升時(shí),不斷增加的能量是(

)A.動(dòng)能

B.動(dòng)能、重力勢(shì)能C.重力勢(shì)能、機(jī)械能

D.動(dòng)能、重力勢(shì)能、機(jī)械能答案:C2.如圖所示,無人機(jī)在空中勻速上升時(shí),不斷增加的能量3.如圖所示,質(zhì)量為m的蘋果,從離地面h0高的樹上由靜止開始落下,樹下有一深度為h的坑.以地面為參考平面,重力加速度為g,蘋果落到坑底時(shí)的機(jī)械能為(不計(jì)空氣阻力)(

)答案:BA.-mgh

B.mgh0C.mg(h0+h) D.mg(h0-h)3.如圖所示,質(zhì)量為m的蘋果,從離地面h0高的樹上由靜止開始4.某同學(xué)身高1.8m,在運(yùn)動(dòng)會(huì)上他參加跳高比賽,起跳后身體橫著越過了1.8m高的橫桿,g取10m/s2.據(jù)此可估算出他離地時(shí)的速度大小為(

)A.2m/s B.4m/sC.6m/s D.8m/s答案:B4.某同學(xué)身高1.8m,在運(yùn)動(dòng)會(huì)上他參加跳高比賽,起跳后身5.如圖所示,粗細(xì)均勻,兩端開口的U形管內(nèi)裝有同種液體,開始時(shí)兩邊液面高度差為h,管中液柱總長(zhǎng)度為4h,重力加速度為g.打開閥門讓液體自由流動(dòng),當(dāng)兩側(cè)液面高度相等時(shí),右側(cè)液面下降的速度為(忽略一切阻力)(

)答案:A

5.如圖所示,粗細(xì)均勻,兩端開口的U形管內(nèi)裝有同種液體,開始6.如圖所示,輕彈簧一端與墻相連處于自然狀態(tài),質(zhì)量為4kg的木塊沿光滑的水平面以5m/s的速度運(yùn)動(dòng)并開始擠壓彈簧,忽略空氣阻力,求:(1)彈簧的最大彈性勢(shì)能;(2)木塊被彈回過程中速度增大到3m/s時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能.6.如圖所示,輕彈簧一端與墻相連處于自然狀態(tài),質(zhì)量為4kg

人教版必修第二冊(cè)第八章機(jī)械能守恒定律課件第八章機(jī)械能守恒定律第八章機(jī)械能守恒定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1.結(jié)合生活情境和已學(xué)知識(shí),知道機(jī)械能的概念.了解機(jī)械能包括哪些形式的能,會(huì)用能量觀念分析具體實(shí)例中動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化.2.根據(jù)重力做功過程運(yùn)用動(dòng)能定理推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律,明確機(jī)械能守恒定律所描述的系統(tǒng)對(duì)象,能在具體問題中判斷機(jī)械能是否守恒.體會(huì)守恒觀念對(duì)認(rèn)識(shí)物理規(guī)律的重要性.3.通過應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決實(shí)際問題,進(jìn)一步理解機(jī)械能守恒的條件,體會(huì)用機(jī)械能守恒定律解題的優(yōu)越性,感受守恒定律對(duì)研究和解決物理問題的重要意義.4

機(jī)械能守恒定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1.結(jié)合生活情境和已學(xué)知識(shí),知道機(jī)械能的概念.知識(shí)點(diǎn)一追尋守恒量答案:不相等,因?yàn)榇嬖谧枇?將小球由斜面A上某位置由靜止釋放,小球運(yùn)動(dòng)到斜面B上.1.小球從斜面A滾下的高度與其在B斜面上上升的高度相等嗎?為什么?知識(shí)點(diǎn)一追尋守恒量答案:不相等,因?yàn)榇嬖谧枇?將小球由斜面2.假設(shè)斜面光滑,空氣阻力不計(jì),兩個(gè)高度相等嗎?說明什么問題?答案:相等;說明某種“東西”在小球運(yùn)動(dòng)的過程中是不變的,這種“東西”就是機(jī)械能.3.物理學(xué)的研究過程中,尋找“守恒量”有什么意義?答案:物理世界是千變?nèi)f化的,但是,人們發(fā)現(xiàn)有些物理量在一定條件下是守恒的,可以用這些“守恒量”來表示物理世界變化的規(guī)律,這就是守恒定律.機(jī)械能守恒定律就是其中的一個(gè).2.假設(shè)斜面光滑,空氣阻力不計(jì),兩個(gè)高度相等嗎?說明什么問題知識(shí)點(diǎn)二動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化1.如圖所示,物體沿光滑斜面下滑,物體的重力勢(shì)能

,動(dòng)能

;當(dāng)物體以某一初速度沿著光滑斜面上滑時(shí),物體的重力勢(shì)能

,動(dòng)能

.(均選填“增大”或“減小”)2.如圖所示,在光滑水平面上,被壓縮的彈簧恢復(fù)原狀的過程中彈性勢(shì)能

,彈出的物體的動(dòng)能

;當(dāng)物體以某一初速度壓縮彈簧時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能

,物體的動(dòng)能

.(均選填“增大”或“減小”)減小增大增大減小減小增大增大減小知識(shí)點(diǎn)二動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化1.如圖所示,物體沿光滑斜面下3.機(jī)械能包括哪些形式的能?這些能量是如何實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化的?答案:機(jī)械能包括重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能和動(dòng)能;通過重力或彈力做功,機(jī)械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式.3.機(jī)械能包括哪些形式的能?這些能量是如何實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化的?答知識(shí)點(diǎn)三

機(jī)械能守恒定律1.如圖所示,過山車在失去外部動(dòng)力的情況下由高處飛奔而下.(忽略軌道的阻力和空氣阻力)過山車受哪些力的作用?這些力各做什么功?過山車的動(dòng)能和勢(shì)能怎么變化?動(dòng)能與勢(shì)能的和變化嗎?答案:過山車受重力和軌道支持力作用;重力做正功,支持力不做功;過山車的動(dòng)能增大,重力勢(shì)能減小;動(dòng)能與勢(shì)能的和保持不變.知識(shí)點(diǎn)三機(jī)械能守恒定律1.如圖所示,過山車在失去外部動(dòng)力的2.

如圖所示,在光滑的水平臺(tái)面上,一輕彈簧左端固定,右端連接一金屬小球,O點(diǎn)是彈簧保持原長(zhǎng)時(shí)小球的位置.開始時(shí)通過小球壓縮彈簧到A位置,已知lAO=lOB,然后從靜止釋放小球.(1)運(yùn)動(dòng)過程中小球的能量如何變化?小球的機(jī)械能守恒嗎?答案:A→O小球的動(dòng)能增大,重力勢(shì)能不變,機(jī)械能大;O→B,小球的動(dòng)能減小,重力勢(shì)能不變,機(jī)械能減小.小球的機(jī)械能不守恒.2.如圖所示,在光滑的水平臺(tái)面上,一輕彈簧左端固定,右端連(2)小球運(yùn)動(dòng)過程中,存在守恒量嗎?誰的機(jī)械能是守恒的?3.機(jī)械能守恒定律.(1)內(nèi)容:

.

.(2)適用條件:

.(3)表達(dá)式:

.答案:存在守恒量;小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動(dòng)能與勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能保持不變只有重力或彈力做功

(2)小球運(yùn)動(dòng)過程中,存在守恒量嗎?誰的機(jī)械能是守恒的?3.小試身手判斷下列說法的正誤并和同學(xué)交流(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”).1.物體的機(jī)械能一定是正值.(

)2.通過重力或彈力做功,機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為非機(jī)械能.(

)3.物體自由下落時(shí),重力做正功,物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能都增大.(

)4.合力為0,物體的機(jī)械能一定守恒. (

)5.合力做功為0,物體的機(jī)械能一定守恒.(

)6.只有重力做功,物體的機(jī)械能一定守恒.(

)×××××√小試身手判斷下列說法的正誤并和同學(xué)交流(正確的打“√”,錯(cuò)誤探究一

機(jī)械能守恒定律問題情境如圖所示,質(zhì)量為m的小球沿一光滑斜面從距地面h1高度的A處開始下滑,初速度為v1,當(dāng)下滑到距地面高度為h2處時(shí),速度為v2,不計(jì)空氣阻力,取地面為參考平面.1.小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中,受到幾個(gè)力的作用?這些力各自做功為多少?答案:小球受重力和支持力作用;支持力不做功,重力做功為WG=mgh1-mgh2.探究一機(jī)械能守恒定律問題情境如圖所示,質(zhì)量為m的小球沿一光2.根據(jù)動(dòng)能定理,推導(dǎo)重力做功與小球動(dòng)能變化的關(guān)系.

3.小球在A、B兩點(diǎn)的機(jī)械能怎樣表示?

2.根據(jù)動(dòng)能定理,推導(dǎo)重力做功與小球動(dòng)能變化的關(guān)系.

3.小4.根據(jù)以上探究?jī)?nèi)容,能得出什么結(jié)論?這說明什么?

4.根據(jù)以上探究?jī)?nèi)容,能得出什么結(jié)論?這說明什么?

過程建構(gòu)1.機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)式.(1)從守恒角度看:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(或E1=E2).此式表示系統(tǒng)初、末狀態(tài)的機(jī)械能相等,計(jì)算初、末狀態(tài)的勢(shì)能時(shí)必須選擇同一參考平面.(2)從能的轉(zhuǎn)化角度看:ΔEk=-ΔEp.此式表示系統(tǒng)動(dòng)能的增加(減少)量等于勢(shì)能的減少(增加)量.(3)從能的轉(zhuǎn)移角度看:ΔEA增=ΔEB減.此式表示系統(tǒng)A部分機(jī)械能的增加量等于B部分機(jī)械能的減少量,常用于解決兩個(gè)或多個(gè)物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒問題.過程建構(gòu)1.機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)式.2.機(jī)械能守恒定律與動(dòng)能定理的比較.比較項(xiàng)機(jī)械能守恒定律動(dòng)能定理表達(dá)式E1=E2,ΔEk=-ΔEp,ΔEA增=ΔEB減W=ΔEk適用條件只有重力或彈力做功無條件限制物理意義重力或彈力做功的過程是系統(tǒng)的動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的過程合力對(duì)物體做的功是物體動(dòng)能變化的量度說明在ΔEk=-ΔEp中,等號(hào)左邊表示動(dòng)能的增加量時(shí),等號(hào)右邊表示勢(shì)能的減少量等號(hào)右邊表示動(dòng)能的變化量,等號(hào)左邊表示合力的功2.機(jī)械能守恒定律與動(dòng)能定理的比較.比較項(xiàng)機(jī)械能守恒定律動(dòng)能【典例1】如圖所示,在地面上以速度v0斜向上拋出質(zhì)量為m的物體,拋出后物體落到比地面低h的海平面上.若以海平面為參考平面,不計(jì)空氣阻力,則下列說法正確的是 (

)

【典例1】如圖所示,在地面上以速度v0斜向上拋出質(zhì)量為m的物

答案:C

答案:C

探究二機(jī)械能守恒定律的適用條件及應(yīng)用問題情境1.下列兩幅圖中,忽略空氣阻力,小球的機(jī)械能守恒嗎?小球受力和外力做功有什么特點(diǎn)?答案:小球機(jī)械能守恒.甲圖中,小球只受重力,只有重力做功;乙圖中,小球受重力和繩子拉力,但拉力不做功,只有重力做功.甲乙探究二機(jī)械能守恒定律的適用條件及應(yīng)用問題情境1.下列兩幅圖2.如圖甲所示,物體A、B之間的接觸面光滑,水平地面光滑;如圖乙所示,輕質(zhì)彈簧豎直固定在水平地面上;如圖丙所示,不計(jì)繩的質(zhì)量及滑輪的軸摩擦.三幅圖中,忽略空氣阻力,將物體A、小球和物體C由靜止釋放后,每個(gè)物體的機(jī)械能守恒嗎?系統(tǒng)的機(jī)械能守恒嗎?甲乙丙2.如圖甲所示,物體A、B之間的接觸面光滑,水平地面光滑;如答案:單個(gè)物體的機(jī)械能都不守恒,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.圖甲,由于A、B之間的彈力對(duì)A做負(fù)功,對(duì)B做正功,A的機(jī)械能減小,B的機(jī)械能增大,但A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能不變;圖乙,小球與彈簧接觸后向下壓縮彈簧,小球的重力和彈簧彈力做功,小球的機(jī)械能減小,彈簧的彈性勢(shì)能增大,但小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能不變;圖丙,忽略繩的質(zhì)量和滑輪的軸摩擦,在C向下、D向上的運(yùn)動(dòng)過程中,FC和FD都做功,C的機(jī)械能減小,D的機(jī)械能增大,但WC+WD=0,C、D組成的系統(tǒng)機(jī)械能不變.答案:單個(gè)物體的機(jī)械能都不守恒,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.圖甲,由于3.試著總結(jié)出機(jī)械能守恒定律的適用條件.答案:機(jī)械能守恒定律的適用條件:只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功.3.試著總結(jié)出機(jī)械能守恒定律的適用條件.答案:機(jī)械能守恒定律胸?zé)o大志，枉活一世。古之立大事者，不惟有超世之材，亦必有堅(jiān)忍不撥之志。頂天立地奇男子，要把乾坤扭轉(zhuǎn)來。天才是由于對(duì)事業(yè)的熱愛感而發(fā)展起來的，簡(jiǎn)直可以說天才。困，你是人類藝術(shù)的源泉，你將偉大的靈感賜予詩人。鷹愛高飛，鴉棲一枝。誰不向前看，誰就會(huì)面臨許多困難。志不立，如無舵這舟，無銜之馬，漂蕩奔逸，終亦何所底乎。壯志與毅力是事業(yè)的雙翼。男兒不展同云志，空負(fù)天生八尺軀。人生志氣立，所貴功業(yè)昌。立志是事業(yè)的大門，工作是登門入室的旅程。鳥不展翅膀難高飛。有志始知蓬萊近，無為總覺咫尺遠(yuǎn)。一個(gè)人如果胸?zé)o大志，既使再有壯麗的舉動(dòng)也稱不上是偉人。壯志與毅力是事業(yè)的雙翼。得意時(shí)應(yīng)善待他人，因?yàn)槟闶б鈺r(shí)會(huì)需要他們。雄鷹必須比鳥飛得高，因?yàn)樗墨C物就是鳥。雄心志四海，萬里望風(fēng)塵。貧窮是一切藝術(shù)職業(yè)的母親。母雞的理想不過是一把糠。卒子過河，意在吃帥。立志難也，不在勝人，在自勝。人惟患無志，有志無有不成者。丈夫四海志，萬里猶比鄰。過程建構(gòu)理解機(jī)械能守恒定律的適用條件.(1)從能量轉(zhuǎn)化的角度看,只有系統(tǒng)內(nèi)物體的動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化.(2)從系統(tǒng)的內(nèi)力、外力做功的角度看,只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功,具體表現(xiàn)為以下幾種情況:①只受重力作用.②除重力外,物體還受其他力,但其他力不做功,只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功.胸?zé)o大志，枉活一世。過程建構(gòu)理解機(jī)械能守恒定律的適用條件.如圖甲所示,物體沿固定的光滑曲面下滑,忽略空氣阻力,物體受重力、曲面的支持力,但曲面的支持力對(duì)物體不做功,只有重力做功,物體機(jī)械能守恒;圖乙,在光滑水平面上的小球(與彈簧連接),運(yùn)動(dòng)中受重力、彈簧彈力和地面支持力,但支持力和重力不做功,只有彈簧彈力做功,小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.甲乙如圖甲所示,物體沿固定的光滑曲面下滑,忽略空氣阻力,物體受重【典例2】(多選)關(guān)于圖甲、乙、丙所示情景(均忽略空氣阻力)的說法正確的是(

)甲乙丙【典例2】(多選)關(guān)于圖甲、乙、丙所示情景(均忽略空氣阻力)A.圖甲中,一顆彈丸在光滑的碗內(nèi)做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒B.圖乙中,運(yùn)動(dòng)員在蹦床上越跳越高,機(jī)械能守恒C.圖丙中,小車上放一木塊,小車的左側(cè)與彈簧相連,彈簧固定在墻上.小車在一定范圍內(nèi)左右運(yùn)動(dòng)時(shí),木塊相對(duì)于小車無滑動(dòng)(車輪與地面間的摩擦不計(jì)),彈簧、車與木塊構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.圖丙中,如果小車在一定范圍內(nèi)左右運(yùn)動(dòng)時(shí),木塊相對(duì)于小車有滑動(dòng)(車輪與地面間的摩擦不計(jì)),彈簧、車與木塊構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒A.圖甲中,一顆彈丸在光滑的碗內(nèi)做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒解析:彈丸在碗內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),只有重力做功,機(jī)械能守恒,選項(xiàng)A正確;運(yùn)動(dòng)員越跳越高,機(jī)械能越來越大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;小車在一定范圍內(nèi)左右運(yùn)動(dòng)時(shí),如果木塊相對(duì)于小車無滑動(dòng),彈簧、車與木塊構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,如果木塊相對(duì)小車有滑動(dòng),彈簧、車與木塊構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能減小,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:AC解析:彈丸在碗內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),只有重力做功,機(jī)械能守恒,選項(xiàng)A正確判斷系統(tǒng)機(jī)械能守恒的方法(1)從做功角度判斷:只有重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功,其他力不做功.(2)從能量轉(zhuǎn)化角度判斷:系統(tǒng)內(nèi)只有動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化.判斷系統(tǒng)機(jī)械能守恒的方法【典例3】如圖所示,質(zhì)量m=70kg的運(yùn)動(dòng)員以vA=10m/s的速度,從高h(yuǎn)=10m的滑雪場(chǎng)A點(diǎn)沿斜坡滑下,以最低點(diǎn)B所在水平面為參考平面,一切阻力可忽略不計(jì),g取10m/s2.求:(1)運(yùn)動(dòng)員在A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能;(2)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)的速度大小;(3)運(yùn)動(dòng)員能到達(dá)的最大高度.[學(xué)會(huì)審題]【典例3】如圖所示,質(zhì)量m=70kg的運(yùn)動(dòng)員以vA=10

答案:C

答案:C非質(zhì)點(diǎn)類物體的機(jī)械能守恒問題(1)在應(yīng)用機(jī)械能守恒定律處理實(shí)際問題時(shí),經(jīng)常遇到“鏈條”類的物體,這類物體在運(yùn)動(dòng)過程中的重心位置會(huì)發(fā)生變化,因此這類物體不能再看成質(zhì)點(diǎn)來處理.(2)雖然不能看成質(zhì)點(diǎn)來處理,但一般只有重力做功,物體整體機(jī)械能守恒,一般情況下,可將物體分段處理,確定質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體各部分的重心位置,根據(jù)初、末狀態(tài)物體重力勢(shì)能的變化列式求解.非質(zhì)點(diǎn)類物體的機(jī)械能守恒問題第八章機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律與動(dòng)能定理的比較.以地面為參考平面,重力加速度為g,蘋果落到坑底時(shí)的機(jī)械能為(不計(jì)空氣阻力)()(1)運(yùn)動(dòng)員在A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能;如圖所示,無人機(jī)在空中勻速上升時(shí),不斷增加的能量是下列兩幅圖中,忽略空氣阻力,小球的機(jī)械能守恒嗎?小球受力和外力做功有什么特點(diǎn)?探究二機(jī)械能守恒定律的適用條件及應(yīng)用立志難也，不在勝人，在自勝。了解機(jī)械能包括哪些形式的能,會(huì)用能量觀念分析具體實(shí)例中動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化.據(jù)此可估算出他離地時(shí)的速度大小為()體會(huì)守恒觀念對(duì)認(rèn)識(shí)物理規(guī)律的重要性.答案:物理世界是千變?nèi)f化的,但是,人們發(fā)現(xiàn)有些物理量在一定條件下是