2018-2019學(xué)年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 8 機(jī)械能守恒定律課件 新人教版必修2.ppt
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8機(jī)械能守恒定律,,1.知道機(jī)械能的各種形式,能夠分析動(dòng)能和勢(shì)能(包括彈性勢(shì)能)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系.2.能夠根據(jù)動(dòng)能定理和重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系,推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律.3.能根據(jù)機(jī)械能守恒條件判定機(jī)械能是否守恒,能運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解決有關(guān)問(wèn)題.4.能從能量轉(zhuǎn)化的角度理解機(jī)械能守恒條件,理解應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題的優(yōu)越性.,教學(xué)目標(biāo),,,【重點(diǎn)】(1)掌握機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)、建立過(guò)程,理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容.(2)在具體的問(wèn)題中能判定機(jī)械能是否守恒,并能列出定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式.【難點(diǎn)】(1)從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系出發(fā)理解機(jī)械能守恒的條件.(2)能正確判斷研究對(duì)象在所經(jīng)歷的過(guò)程中機(jī)械能是否守恒,能正確分析系統(tǒng)所具有的機(jī)械能.,重點(diǎn)難點(diǎn),,,機(jī)械能守恒定律是本章教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容,本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)是使學(xué)生掌握物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件;能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能;能夠應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決有關(guān)問(wèn)題.分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能,尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢(shì)能,是本節(jié)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)之一.在教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到,物體重力勢(shì)能大小與所選取的參考平面(零勢(shì)面)有關(guān);而重力勢(shì)能的變化量是與所選取的參考平面無(wú)關(guān)的.在討論物體系統(tǒng)的機(jī)械能時(shí),應(yīng)先確定參考平面.能否正確選用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題是本節(jié)學(xué)習(xí)的另一難點(diǎn).通過(guò)本節(jié)學(xué)習(xí)應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到,從功和能的角度分析、解決問(wèn)題是物理學(xué)的重要方法之一;同時(shí)進(jìn)一步明確,在對(duì)問(wèn)題作具體分析的條件下,要能夠正確選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律分析、處理問(wèn)題.,教學(xué)建議,,,【導(dǎo)入一】1.提出課題——機(jī)械能守恒定律.(板書(shū))2.力做功的過(guò)程也是能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式的過(guò)程,物體的動(dòng)能和勢(shì)能總和稱為機(jī)械能,例舉:通過(guò)重力或彈力做功,動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化.(展示圖片和視頻)分析上述各個(gè)過(guò)程中能量轉(zhuǎn)換及重力、彈力做功的情況.,新課導(dǎo)入,,,實(shí)驗(yàn)1:鋼球用細(xì)繩懸起,請(qǐng)一同學(xué)靠近,將鋼球偏至同學(xué)鼻子處釋放,擺回時(shí),觀察該同學(xué)反應(yīng).釋放鋼球后,學(xué)生聯(lián)系到伽利略理想實(shí)驗(yàn)中的判斷,認(rèn)識(shí)到若無(wú)空氣阻力,應(yīng)該擺到等高處,不會(huì)碰到鼻子.【導(dǎo)入二】前面我們學(xué)習(xí)了動(dòng)能、勢(shì)能和機(jī)械能的知識(shí).在初中學(xué)習(xí)時(shí)我們就了解到,在一定條件下,物體的動(dòng)能與勢(shì)能(包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能)可以相互轉(zhuǎn)化,下面我們觀察演示實(shí)驗(yàn)中物體動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化的情況.,新課導(dǎo)入,,,[演示實(shí)驗(yàn)]依次演示麥克斯韋滾擺、單擺和彈簧振子,提醒學(xué)生注意觀察物體運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能、勢(shì)能的變化情況.通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn),學(xué)生回答物體運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能、勢(shì)能變化情況,教師小結(jié):物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,隨動(dòng)能增大,物體的勢(shì)能減小;反之,隨動(dòng)能減小,物體的勢(shì)能增大.提出問(wèn)題:上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,物體的機(jī)械能是否變化呢?這是我們本節(jié)要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容.,新課導(dǎo)入,,1.動(dòng)能與重力勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化(1)通過(guò)重力做功,可實(shí)現(xiàn)動(dòng)能和________能間的相互轉(zhuǎn)化.(2)在只有重力做功的情況下,若重力做正功,則________能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能;若重力做負(fù)功,則________能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能.2.動(dòng)能與彈性勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化(1)通過(guò)彈力做功,可實(shí)現(xiàn)動(dòng)能和________能間的相互轉(zhuǎn)化.(2)在只有彈力做功的情況下,若彈力做正功,則________能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能;若彈力做負(fù)功,則________能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能.,動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,,知識(shí)必備,知識(shí)點(diǎn)一,重力勢(shì),重力勢(shì),,動(dòng),動(dòng),重力勢(shì),彈性勢(shì),彈性勢(shì),動(dòng),動(dòng),彈性勢(shì),3.機(jī)械能_____________、___________和_______統(tǒng)稱為機(jī)械能,通過(guò)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.,,知識(shí)必備,重力勢(shì)能,彈性勢(shì)能,,動(dòng)能,1.推導(dǎo)(1)如圖7-8-1所示,物體沿光滑曲面下滑,某時(shí)刻處于位置A時(shí),它的動(dòng)能為Ek1,重力勢(shì)能為Ep1,總機(jī)械能E1=____________.(2)運(yùn)動(dòng)到位置B時(shí),它的動(dòng)能是Ek2,重力勢(shì)能為Ep2,總機(jī)械能E2=______________.(3)由動(dòng)能定理知,由A到B的過(guò)程中,只有重力做功,所以重力所做的功W=________,由重力的功與重力勢(shì)能的關(guān)系知W=__________,所以有Ek2-Ek1=Ep1-Ep2,整理得Ek1+Ep1=Ek2+Ep2,即E1=E2.,機(jī)械能守恒定律,,知識(shí)必備,知識(shí)點(diǎn)二,Ek1+Ep1,Ek2+Ep2,,Ek2-Ek1,Ep1-Ep2,,圖7-8-1,2.內(nèi)容: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______________.這叫作機(jī)械能守恒定律.3.表達(dá)式:________________________或________.4.機(jī)械能守恒的條件是:只有重力或彈力做功.,,知識(shí)必備,保持不變,Ek1+Ep1=Ek2+Ep2,,E1=E2,[想一想]只受重力和只有重力做功這兩種條件下機(jī)械能守恒有何區(qū)別?[要點(diǎn)總結(jié)]對(duì)于單個(gè)物體而言,其機(jī)械能守恒的條件是只有重力對(duì)該物體做功.,,學(xué)習(xí)互動(dòng),機(jī)械能守恒的判定,考點(diǎn)一,,,例1圖7-8-2中,木塊均在固定的斜面上運(yùn)動(dòng),其中圖A、B、C中的斜面是光滑的,圖D中的斜面是粗糙的,圖A、B中的F為木塊所受的力,方向如圖中箭頭所示.圖A、B、D中的木塊向下運(yùn)動(dòng),圖C中的木塊向上運(yùn)動(dòng).在這四個(gè)圖所示的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中木塊的機(jī)械能守恒的是(),,學(xué)習(xí)互動(dòng),,,,[答案]C,[解析]由A圖可知,力F對(duì)木塊做正功,機(jī)械能增加,故A錯(cuò)誤;由B圖可知,力F做負(fù)功,機(jī)械能減小,故B錯(cuò)誤;C圖中斜面光滑,木塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有重力做功,只有重力勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能守恒,故C正確;D圖中斜面粗糙,木塊下滑過(guò)程中,摩擦力做負(fù)功,機(jī)械能減小,故D錯(cuò)誤.,,圖7-8-2,,學(xué)習(xí)互動(dòng),,,,[點(diǎn)評(píng)]判斷機(jī)械能是否守恒可以從各力的做功情況著手分析,也可以從能量轉(zhuǎn)化情況著手分析,要根據(jù)實(shí)際情況靈活選擇合適的分析方法.解答本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn):(1)理解機(jī)械能守恒的條件;(2)明確研究對(duì)象.,,學(xué)習(xí)互動(dòng),機(jī)械能守恒定律的基本應(yīng)用,考點(diǎn)二,,,[想一想]我們知道所有做拋體運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能都守恒,那么在光滑斜面上運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能守恒嗎?[要點(diǎn)總結(jié)]應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題時(shí)的一般步驟:1.根據(jù)題意選取研究對(duì)象.2.明確研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,分析研究對(duì)象在過(guò)程中的受力情況,弄清各力做功的情況,判斷機(jī)械能是否守恒.3.恰當(dāng)?shù)剡x取零勢(shì)能面,確定研究對(duì)象在過(guò)程中的始態(tài)和末態(tài)的機(jī)械能.4.根據(jù)機(jī)械能守恒定律的不同表達(dá)式列方程,并求解結(jié)果.,,學(xué)習(xí)互動(dòng),,,,例2如圖7-8-3所示,高為h的光滑斜面固定在水平地面上.一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊從斜面頂端A由靜止開(kāi)始下滑.重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力.求:(1)小物塊從斜面頂端A滑到底端B的過(guò)程中重力做的功W;(2)小物塊滑到底端B時(shí)速度v的大?。?,,,圖7-8-3,,學(xué)習(xí)互動(dòng),,[點(diǎn)評(píng)]應(yīng)用機(jī)械能守恒定律時(shí),相互作用的物體間的力可以是變力,也可以是恒力,只要符合守恒條件,機(jī)械能就守恒.,,學(xué)習(xí)互動(dòng),曲線運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械能守恒問(wèn)題,考點(diǎn)三,,,[想一想]你體驗(yàn)過(guò)公園里的過(guò)山車嗎?過(guò)山車,呼嘯著、奔馳著,緊張、驚險(xiǎn)、刺激.同學(xué)們可以開(kāi)動(dòng)腦筋,過(guò)山車是靠什么轉(zhuǎn)動(dòng)而不需要持續(xù)的動(dòng)力?[要點(diǎn)總結(jié)]在平拋運(yùn)動(dòng)、斜拋運(yùn)動(dòng)、光滑曲線軌道運(yùn)動(dòng)(如線—球模型問(wèn)題、桿—球模型問(wèn)題)等運(yùn)動(dòng)中由于都是只有重力做功,所以研究對(duì)象機(jī)械能守恒.,,學(xué)習(xí)互動(dòng),,,,例3圖7-8-4所示,有一內(nèi)壁光滑的閉合橢圓形管道,置于豎直平面內(nèi),MN是通過(guò)橢圓中心O點(diǎn)的水平線.已知一小球從M點(diǎn)出發(fā),初速率為v0,沿管道MPN運(yùn)動(dòng),到N點(diǎn)的速率為v1,所需時(shí)間為t1;若該小球仍由M點(diǎn)以初速率v0出發(fā),而沿管道MQN運(yùn)動(dòng),到N點(diǎn)的速率為v2,所需時(shí)間為t2.則()A.v1=v2,t1>t2B.v1t2C.v1=v2,t1- 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