教科版 (2019)必修 第二册机械能守恒定律教学课件ppt

这是一份教科版 (2019)必修 第二册机械能守恒定律教学课件ppt，共28页。PPT课件主要包含了导入与目标，第一部分，新课导入，素养目标，新课讲解，第二部分，机械能E，势能EP，动能Ek，弹性势能等内容，欢迎下载使用。
过山车在最高点无动力释放后，会沿着轨道下滑、爬升、翻转，速度时快时慢，惊险刺激过山车在运行过程中既有重力势能，又有动能。高度减小时，重力势能减小，动能增大；高度增大时，重力势能增大，动能减小。
图内运动，动能和势能之间可以相互转化，在此过程中，是否会有一个量保持不变？
1.知道机械能的概念，理解物体的动能和势能可以相互转化。2.理解机械能守恒定律的内容和守恒的条件。3.能运用机械能守恒定律分析实际问题。
一、动能和势能的相互转化
运动的物体往往既有动能又有势能，物体的动能与重力势能、弹性势能之和称为机械能。
动能和势能之间可以相互转化，动能与势能的相互转化存在何种定量关系？
思考并讨论：谁做功？能量变化情况如何？
弹力和重力做功：弹性势能
如图所示的摆球实验中，忽略空气阻力。①在A处静止释放小球，当小球由A运动到C的过程中，小球高度不断减小，速度不断增大，能量是怎么转化的？
小球由A运动到C的过程中，重力势能减少，动能增加，小球的重力势能转化为动能。
②当小球由C运动到B的过程中，小球高度不断增大，速度不断减小，能量是怎么转化的？
小球由C运动到B的过程中，动能减少，重力势能增加，小球的动能转化为重力势能
一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的油中由静止开始下落。它们都由高度为h1的地方下落到高度为h2的地方。
在这两种情况下，重力做的功相等吗？ 重力势能的变化相等吗？ 动能的变化相等吗？ 重力势能各转化成什么形式的能？
功与能量的转化密切相关，我们从力做功的角度分析能量相互转化中存在何种定量关系？
根据动能定理可知，重力做的功等于小球下落过程中动能的增加量，即
由重力做功与重力势能改变的关系可知，重力做的功等于小球下落过程中重力势能的减少量，即
WG＝mgh1－mgh2
即在小球自由下落的过程中，动能的增加量等于重力势能的减少量，说明重力对小球做了多少功，就有多少重力势能转化为等量的动能。
1.内容：在只有重力（或弹力）做功的情况下，物体的动能和重力势能（或弹性势能）发生相互转化，而机械能的总量保持不变。
（1）初态机械能等于末态机械能：
（2）动能增加量等于势能减小量：
3.条件：只有重力做功或弹力做功的物体系统内：①不受其他力的作用；②受其他力，但其他力不做功(或者其他力做功代数和为零).则该系统的机械能守恒。
事实上，并非只有动能和势能可以相互转化，任何形式的能量都可以相互转化，但总能量保持不变这就是更普遍的能量守恒定律。
物理学的任务是发现普遍的自然规律。因为这样的规律的最简单的形式之一表现为某种物理量的不变性，所以对于守恒量的寻求不仅是合理的，而且也是极为重要的研究方向。——劳厄
机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律在力学范围内的一种特殊情况，系统机械能的增加或者减少，并不是能量的创生或者消失。从更普遍的范围考察，能量只能从一种形式转化成另一种形式，或者从一个物体转移到另一物体，在这些过程中能量总量不变。
三、关于机械能转化与守恒的实验观察
思考1：实验过程中，球的动能是如何变化的？
思考2：动能的变化，是由什么引起来的？
思考3：重力做功会引起什么能量的变化？
思考4：重力势能和动能一直都在变化，球为什么能刚好回到原位？
思考：小球在光滑的斜面Ａ上从高为h处由静止滚下，滚上另一光滑的斜面Ｂ，速度变为零时的高度为h1 ，h和h1的大小关系怎样？如果减小斜面B的倾角呢？
思考1：滑块受到哪几个力的作用？各个力做功情况是怎样的？
思考2：由哪些能量参与转化？如何转化？滑块和弹簧组成系统机械能守恒吗？
四、机械能守恒定律的应用
随着人类能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量的利用率，是人类所面临的一项重要任务。右图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度。
进站前关闭发动机，机车凭惯性上坡，动能变成势能储存起来，出站时下坡，势能变成动能，节省了能源。
机械能守恒定律常用的三种表达式(1)从不同状态看：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2(或E1＝E2)此式表示系统两个状态的机械能总量相等.(2)从能的转化角度看：ΔEk＝－ΔEp此式表示系统动能的增加(减少)量等于势能的减少(增加)量.(3)从能的转移角度看：ΔEA增＝ΔEB减此式表示系统A部分机械能的增加量等于系统剩余部分，即B部分机械能的减少量.