粵教必修2機(jī)械能守恒定律課件2

第4章機(jī)械能守恒定律4機(jī)械能守恒定律1、動(dòng)能：2、重力勢(shì)能：3、彈性勢(shì)能：知識(shí)回憶動(dòng)能定理下面是生活中幾種常見的物理過程〔1〕動(dòng)能與重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化①物體自由下落情景初探重力勢(shì)能重力做功動(dòng)能②物體的上拋③．自由擺動(dòng)的小球．動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，其中，一種能量增大，另一種能量則減少，那么這兩種能量的總和——械能怎么變化？

猜測(cè)：兩種運(yùn)動(dòng)模型中，物體的動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，而機(jī)械能總量不變．E=Ek+Ep=mv2+mgh12一、機(jī)械能機(jī)械能是動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能的統(tǒng)稱，用符號(hào)E

表示

3.機(jī)械能是標(biāo)量，具有相對(duì)性1.概念：2.表達(dá)式：本課新知機(jī)械能守恒的問題

定性分析定量計(jì)算理論推導(dǎo)猜測(cè)建立模型科學(xué)探究〔1〕定性分析科學(xué)探究設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)探究方案一、單擺實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：在黑板上方的長(zhǎng)釘上(O點(diǎn))通過細(xì)繩系一擺球，并在黑板上畫出水平直線，將擺球由左端水平線高度(A位置)由靜止釋放．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：小球能擺到右端同樣高度(B位置)．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：小球在擺動(dòng)過程中，初末位置機(jī)械能相等〔2〕定量計(jì)算科學(xué)探究方案二：自由落體實(shí)驗(yàn)儀器：刻度尺、秒表需測(cè)量的量：小球初位置高度h，小球從開始下落到落地所需要時(shí)間t；需計(jì)算的量：初位置重力勢(shì)能Ep＝mgh(以地面為零勢(shì)能面)，落地速度v＝gt，落地動(dòng)能.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：小球在自由下落中，在誤差允許范圍內(nèi)，初末位置機(jī)械能相等推理演繹：如果我們改變下落距離，這個(gè)結(jié)論依然成立！這說明初始位置的機(jī)械能與下落過程中任意一個(gè)位置的機(jī)械能都相等！即小球下落過程機(jī)械能守恒！〔3〕理論推導(dǎo)科學(xué)探究物理模型：自由落體運(yùn)動(dòng)如以下圖，一個(gè)質(zhì)量為m的物體自由下落，經(jīng)過高度為h1的A點(diǎn)時(shí)速度為v1，下落到高度為h2的B點(diǎn)時(shí)速度為v2.(1)試分析在小球下落的過程中，各力對(duì)小球的做功情況；(2)利用動(dòng)能定理計(jì)算重力做功；(3)利用重力做功與重力勢(shì)能的變化關(guān)系來計(jì)算重力做功；(4)通過計(jì)算確定A、B兩任意位置的機(jī)械能關(guān)系．設(shè)小球下落時(shí)先后經(jīng)歷了A、B兩點(diǎn)。因?yàn)橹挥兄亓ψ龉?，根?jù)動(dòng)能定理有:又根據(jù)重力做功與重力勢(shì)能的變化關(guān)系有：〔選地面為參考面〕由〔1〕、〔2〕兩式得：〔以自由落體為例〕機(jī)械能守恒定律的理論推導(dǎo)即：深入分析：1.在忽略空氣阻力的情況下，自由落體的小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒．2.在不可忽略空氣阻力的情況下，自由落體的小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒還成立嗎？3.以上幾種情況中，物體在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能都守恒，那是不是說明機(jī)械能守恒在任何情況下都成立呢？4.機(jī)械能守恒是有條件的。這個(gè)條件究竟是由受力決定還是由做功決定？機(jī)械能守恒定律

在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能保持不變。能的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象只有動(dòng)能與勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化，沒有機(jī)械能與其他能之間的轉(zhuǎn)化。〔2〕動(dòng)能與彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化

壓縮的彈簧具有彈性勢(shì)能，當(dāng)彈簧回復(fù)到原來的形狀時(shí)，就把跟他接觸的物體彈出去。這一過程中彈簧的彈力對(duì)物體做正功，彈簧的彈性勢(shì)能減小，而物體由于獲得一定的速度，動(dòng)能增加，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能。彈性勢(shì)能彈力做功動(dòng)能建模再探三、機(jī)械能守恒定律

在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。1、內(nèi)容：2、表達(dá)式：|ΔEK|=|ΔEP|規(guī)律總結(jié)只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，其它力不做功〔或其它力做功代數(shù)和為零〕。A.從做功角度分析B.從能量轉(zhuǎn)化角度分析只有系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，無其它形式能量之間〔如內(nèi)能〕的轉(zhuǎn)化。只有重力或彈力做功.3．機(jī)械能守恒定律成立的條件：E1=E2〔守恒式〕〔E1、E2表示系統(tǒng)的初、末態(tài)時(shí)的機(jī)械能〕ΔEk=?ΔEP〔轉(zhuǎn)化式〕〔系統(tǒng)動(dòng)能的增加量等于系統(tǒng)勢(shì)能的減少量〕ΔEA=?ΔEB〔轉(zhuǎn)移式〕〔系統(tǒng)由兩個(gè)物體構(gòu)成時(shí)，A的機(jī)械能的增量等于B的機(jī)械能的減少量〕機(jī)械能守恒定律的常用表達(dá)式1.圖中小球與地面無摩擦，小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。2.圖中小球的運(yùn)動(dòng)不計(jì)空氣阻力，系統(tǒng)機(jī)械能守恒。幾種常見的機(jī)械能守恒的物理模型3.假設(shè)滑輪與物體組成的系統(tǒng)在滑輪外表光滑的條件下，切系統(tǒng)不受外力，機(jī)械能守恒。5.雙星系統(tǒng)只有兩個(gè)星體間萬有引力作用，不受其他星體的引力作用。4.對(duì)于在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，向心力與速度方向垂直，對(duì)物體不做功，物體保持機(jī)械能守恒。1、機(jī)械能2、機(jī)械能守恒定律概念: