人教版 (2019)必修 第二册机械能守恒定律授课ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第二册机械能守恒定律授课ppt课件，共56页。PPT课件主要包含了即EB＝EA，重力势能，弹性势能，重力或弹力，总的机械能，Ek1＋Ep1，机械能守恒定律的应用，答案5880J，答案14ms，答案98m等内容，欢迎下载使用。
1.了解人们追寻守恒量和建立“能量”概念的漫长过程。2.知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化(重点)。3.知道机械能守恒的条件，会判断一个过程机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题(重难点)。
一、对机械能守恒定律的理解和判断
二、机械能守恒定律的应用
对机械能守恒定律的理解和判断
如图所示，质量为m的物体沿光滑曲面滑下的过程中，下落到高度为h1的A处时速度为v1，下落到高度为h2的B处时速度为v2，重力加速度为g，不计空气阻力，选择地面为参考平面。(1)从A至B的过程中，物体受到哪些力？它们做功情况如何？
答案　从A至B的过程中，物体受到重力、支持力作用。重力做正功，支持力不做功。
(2)求物体在A、B处的机械能EA、EB；
(3)比较物体在A、B处的机械能的大小。
又WG＝mgh1－mgh2
1.机械能　　　　　、　　　　　与　　　都是机械运动中的能量形式，统称为机械能。2.动能与势能的相互转化通过　　　　　　做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式。3.机械能守恒定律(1)内容：在只有　　　或　　　做功的物体系统内，　　　与　　　可以互相转化，而　　　　　　保持不变。
(2)表达式： mv22＋mgh2＝ 或Ek2＋Ep2＝ 。(3)条件：只有系统内的　　　　　　做功，其他力不做功或做功的代数和为零。4.对机械能守恒条件的理解(1)只有重力做功，只发生动能和重力势能的相互转化。(2)只有系统内弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化。(3)只有重力和系统内弹力做功，只发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化。(4)除受重力和弹力外，其他力也做功，但其他力做功的代数和始终为零。
5.判断机械能守恒的方法(1)做功分析法(常用于单个物体)
(2)能量分析法(常用于多个物体组成的系统)
(3)机械能的定义法机械能等于动能与势能之和，若一个过程中动能不变，势能变化，则机械能不守恒，如匀速上升的物体机械能增加。
(1)重力做正功的过程中，重力势能一定减少，动能一定增加。(　　)(2)机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用。(　　)(3)合力做功为零，物体的机械能一定保持不变。(　　)(4)物体的机械能守恒时，则物体一定做匀速直线运动。(　　)(5)物体的速度增大时，其机械能可能减小。(　　)(6)“某物体机械能守恒”为习惯说法，实际上应为“某物体和地球组成的系统机械能守恒”。(　　)
　如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是
A.甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒B.乙图中，A置于光滑水平面上，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能　守恒C.丙图中，不计任何阻力和滑轮质量，A加速下落、B加速上升过程中，　A、B系统机械能守恒D.丁图中，系在橡皮条一端的小球向下摆动时，小球的机械能守恒
若不计空气阻力，题图甲中只有重力和弹力做功，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒，但物体A机械能不守恒，选项A错误；题图乙中物体B除受重力外，还受弹力，弹力对B做负功，机械能不守恒，但A、B组成的系统机械能守恒，选项B错误；题图丙中绳子张力对A做负功，对B做正功，代数和为零，A、B系统机械能守恒，选项C正确；
题图丁中小球的重力势能转化为小球的动能和橡皮条的弹性势能，小球的机械能不守恒，选项D错误。
1.机械能守恒定律的不同表达式
2.应用机械能守恒定律解题的一般步骤(1)根据题意选取研究对象；(2)明确研究对象的运动过程，分析研究对象在此过程中的受力情况，弄清各力做功的情况，判断机械能是否守恒。(3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在此过程中的初状态和末状态的机械能。(4)根据机械能守恒定律的不同表达式列方程并求解。
　如图所示，质量m＝60 kg的运动员以6 m/s的速度从高h＝8 m的滑雪场A点沿斜坡自由滑下，以最低点B所在平面为参考平面，g＝10 m/s2，一切阻力可忽略不计。求：(1)运动员在A点时的机械能；
运动员在A点时的机械能
(2)运动员到达最低点B时的速度大小；
解得vB＝14 m/s；
(3)运动员继续沿斜坡向上运动能到达的最大高度。
运动员从A运动到斜坡上最高点的过程，由机械能守恒定律得E＝mghm解得hm＝9.8 m。
　如图所示，水平轻弹簧一端与墙相连处于自由伸长状态，质量为4 kg的木块沿光滑的水平面以5 m/s的速度开始运动并挤压弹簧，求：(1)弹簧的最大弹性势能；
(2)木块被弹回速度增大到3 m/s时弹簧的弹性势能。
　如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点，将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点时速度为v，A、B之间的竖直高度差为h，重力加速度为g，则
由于有弹力做功，小球的部分机械能转化为了弹簧的弹性势能，从而使小球的机械能减小，故A错误；
考点一　机械能守恒定律的理解与判断1.关于机械能守恒的叙述，下列说法正确的是A.做匀速圆周运动的物体，机械能一定守恒B.物体所受的合力不等于零，机械能可能守恒C.物体做匀速直线运动，机械能一定守恒D.物体所受合力做功为零，机械能一定守恒
若物体在竖直平面内做匀速圆周运动，动能不变，重力势能变化，机械能不守恒，故A错误；物体所受的合力不等于零，它的机械能可能守恒，例如物体做自由落体运动，故B正确；物体在竖直方向做匀速直线运动时，动能不变，重力势能变化，机械能不守恒，故C错误；物体所受合力做功为零，它的动能不变，重力势能可能变化，机械能不一定守恒，故D错误。
2.(2022·宿迁市测试)下列各种运动过程中，物体(弓、过山车、石块、圆珠笔)机械能守恒的是(忽略空气阻力)
甲　　　　　　　　乙丙　　　　　　丁
A.将箭搭在弦上，拉弓的整个过程B.过山车在动力作用下从轨道上缓慢上行的过程C.在一根细线的中央悬挂着一个石块，双手拉着细线慢慢分开的过程D.手握内有弹簧的圆珠笔，笔帽抵在桌面放手后圆珠笔弹起的过程
将箭搭在弦上，拉弓的整个过程中，拉力对弦做功，故弓机械能不守恒，故A错误；过山车在动力作用下从轨道上缓慢上行的过程，动能不变，重力势能变大，故机械能不守恒，故B错误；
在一根细线的中央悬挂着一石块，双手拉着细线慢慢分开的过程，动能不变，重力势能增加，故机械能不守恒，故C错误；笔帽抵在桌面放手后圆珠笔弹起的过程中，只有重力和圆珠笔弹力做功，故圆珠笔机械能守恒，故D正确。
3.运动员参加撑竿跳高比赛的示意图如图所示。不计空气阻力，对运动员在整个过程中的能量变化描述正确的是A.越过横杆后下降过程中，运动员的机械能守恒B.起跳上升过程中，竿的弹性势能一直增大C.起跳上升过程中，运动员的机械能守恒D.加速助跑过程中，运动员的重力势能不断增大
运动员越过横杆后下降过程中，只受重力作用，运动员的机械能守恒，故A正确；运动员起跳上升过程中，竿的形变量越来越小，弹性势能越来越小，故B错误；运动员起跳上升过程中，运动员所受竿的弹力做功，所以运动员的机械能不守恒，故C错误；加速助跑过程中，运动员的重心高度几乎不变，重力不做功，重力势能不变，故D错误。
考点二　机械能守恒定律的应用4.如图，小李将篮球从其球心离地高为h处，以大小为v的速度抛出，篮球恰能进入离地高为H的篮筐。设篮球质量为m，以地面处为参考平面，则球心经过篮筐时篮球的机械能为(不计空气阻力和篮球转动的影响，重力加速度大小为g)
5.如图，在地面上以初速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落在比地面低h的海平面上，重力加速度为g，若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则
以地面为参考平面，海平面低于地面的高度为h，所以物体在海平面上的重力势能为－mgh，故A错误；重力做功与路径无关，与初、末位置的高度差有关，抛出点与海平面的高度差为h，并且重力做正功，所以整个过程重力对物体做功为mgh，故B错误；
6.游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来(甲图)。我们可以把这种情形抽象为乙图的模型：弧形轨道的下端与半径为R的圆轨道相接，固定在同一个竖直面内，将一个质量为m的小球由弧形轨道上A点释放。已知重力加速度为g，不考虑摩擦等阻力。为使小球可以顺利通过圆轨道的最高点，求：
(1)小球在圆轨道最高点的最小速度；
(2)A点距水平面的最小高度h。
7.(2022·苏州市高一统考)以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面上分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面(足够长)上滑，如图所示，三种情况达到的最大高度分别为h1、h2和h3，不计空气阻力，则A.h1＝h2>h3 B.h1＝h2FTB、EA>EBC.FTA＝FTB、EA>EB D.FTA>FTB、EA＝EB
10.如图所示，光滑的固定曲面与光滑的水平面平滑相连，一轻弹簧右端固定，质量为m的小球从高度为h处由静止下滑，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，则
小球与弹簧接触的过程中，弹簧的弹力对小球做功，则小球机械能不守恒，故B错误；对整个过程，根据系统的机械能守恒可知，小球压缩弹簧至最短时，弹簧的弹性势能为mgh，故C错误；小球在压缩弹簧的过程中，弹簧弹力增大，则小球的加速度增大，故D错误。
11.在一次高尔夫球锦标赛中，如图所示，假设某运动员在发球区A处通过挥杆击球，使质量为m的球以初速度v0沿如图轨迹落到球道上的B点，击球点与B处高度差为H，取A处所在平面为参考平面，不考虑空气阻力，重力加速度为g，求：(1)球在上升过程中其动能与重力势能相等的位置距离A位置的竖直高度；
球在上升过程中机械能守恒，设距离A位置的竖直高度为h时，球的动能与重力势能相等，即Ek＝Ep＝mgh
(2)球落在球道B处时的机械能和落地速度大小。
从A到B由机械能守恒定律得
12.蹦极是一项非常刺激的运动。为了研究蹦极过程，可将人视为质点，人的运动沿竖直方向，人离开蹦极台时的初速度、弹性绳的质量、空气阻力均可忽略。某次蹦极时，人从蹦极台跳下，到a点时弹性绳恰好伸直，人继续下落，能到达的最低位置为b点，如图所示。已知人的质量m＝50 kg，弹性绳的弹力大小F＝kx，其中x为弹性绳的形变量，k＝200 N/m，弹性绳的原长l0＝10 m，整个过程中弹性绳的形变始终在弹性限度内。取重力加速度g＝10 m/s2。(1)求人第一次到达a点时的速度大小v；
(2)人的速度最大时，求弹性绳的长度；
人的速度最大时，人的重力等于弹性绳的弹力，即mg＝kx解得x＝2.5 m此时弹性绳的长度l＝l0＋x＝12.5 m