物理必修 第二册机械能守恒定律教学课件ppt

这是一份物理必修 第二册机械能守恒定律教学课件ppt，共49页。PPT课件主要包含了学习目标，教学内容，重点难点，探究新知观看实验，射箭运动，跳水运动，Ekmv22，重力势能，弹性势能，EP＝mgh等内容，欢迎下载使用。
伽利略曾研究过小球在斜面上的运动。他发现：无论斜面B比斜面A陡些或缓些，小球的速度最后总会在斜面上的某点变为0，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度基本相同。 在小球的运动过程中，有哪些物理量是变化的？哪些是不变的？你能找出不变的量吗？
课堂导入——思考与讨论
结论：h'＝h，且与β角的大小无关。
探究新知——追寻守恒量
　　实验表明：斜面上的小球在运动过程中好像“记得 ”自己起始的高度（或与高度相关的某个量）。
后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。
(1)物体从光滑斜面从A点滑到B点时，物体的重力势能减少，减少的重力势能到哪里去了？
探究新知——思考与讨论
(2)物体从光滑斜面从B点滑到C点时，物体的动能减少了，减少的动能到哪里去了？
(3)运动员射箭的过程中，减少的弓弦弹性势能去哪了？
(4)跳水运动员起跳的过程中，减少的跳板弹性势能去哪了？
物体由于运动而具有的能叫做动能
相互作用的物体凭借其位置而具有的能叫做势能
物体的动能和势能之和称为物体的机械能，用E表示。E= Ek+ EP
注意:势能具有相对性,所以机械能也具有相对性,求机械能时应先规定零势能面.
探究新知——机械能的定义及分类
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液体中由静止开始下落。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？  
【例1】如图是某运动员在撑杆跳比赛过程中通过频闪照相机获得的一组合成照片，相邻两图之间的时间间隔相等（杆可视为轻质弹性杆），则下列说法中正确的是（    ）A．从1到3过程中，运动员的动能减小B．从4到7过程中，杆的弹性势能增加C．从6到8过程中，运动员的重力势能减小D．从6到8过程中，杆的弹性势能减小
【答案】D【详解】A．从1到3过程中，运动员处于加速助跑阶段，动能增大，A错误；B．从4到7过程中，杆的形变先增大后减小，故杆的弹性势能先增大后减小，B错误；C．从6到8过程中，运动员的高度逐渐增大，重力势能逐渐增大，C错误；D．从6到8过程中，杆逐渐恢复形变，弹性势能逐渐减小，D正确。故选D。
小球只在重力的作用下自由下落，下落过程中经过A点的速度为v1，经过B点的速度为v2，试判断小球在A点的机械能E1和在B点的机械能E2的关系？（取地面为零势能面）
探究新知——情况一（只受重力）
(1)小球只在重力的作用下被水平抛出，下落过程中先后经过任意两点，则在这两点处的机械能是否相等？
(2)小球只在重力的作用下被竖直向上抛出，下落过程中先后经过任意两点，则在这两点处的机械能是否相等？
一个物体沿着光滑的曲面滑下，在A点时动能为Ek1，重力势能为Ep1 ；在B点时动能为Ek2，重力势能为Ep2 。试判断物体在A点的机械能E1和在B点的机械能E2的关系。
从重力做功与重力势能变化的关系知:
探究新知——情况二（除重力外还受其他力）
(1)在图中，如果物体从位置B沿光滑曲面上升到位置A，重力做负功，这种情况下上述的关系是否成立？
结论：只有重力做功时，只发生动能和重力势能的相互转化，总的机械能守恒
(2)结合第一和第二两种情境，你认为如果物体在运动过程中要机械能守恒，需要满足什么条件？
如图，光滑小球套在水平杆上运动，C为原长处，从A到B过程中分析能量的变化，判定弹簧和小球系统机械能是否守恒。
EP2+EK2=EP1+EK1
WF= EK2-EK1
从弹力做功与弹性势能变化的关系知：
WF= EP1-EP2
EK2-EK1 = EP1-EP2
结论：只有系统内弹力做功时，只发生动能和弹性势能的相互转化，总的机械能守恒。
探究新知——情况三（弹簧弹力做功）
【例2】下列所述实例中（均不计空气阻力）物体机械能守恒的是（　　）A．乘电梯匀速下降的乘客B．运动员掷出的铅球在空中运动C．沿游乐滑梯匀速滑下的小朋友D．在空中向上加速运动的氢气球
【答案】B【详解】A. 匀速下降的乘客重力势能减少，动能没变，机械能减少，故选项A错误；B.掷出的铅球在空中运动，只受重力作用，因此机械能守恒，故选项B正确；C.沿游乐滑梯匀速滑下的小朋友，重力势能减少，动能没变，机械能减少，故选项C错误；D.在空中向上加速运动的氢气球，重力势能和动能都变大，因此机械能变大，故选项D错误。故选B。
1.内容：在只有重力和弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。2.条件：（1）系统内只有重力（或弹力）做功； （2）只发生动能和势能间的相互转化。3.表达式： ① EP2+EK2=EP1+EK1 （ E2= E1）
② △EK增＝△EP减
探究新知——机械能守恒定律
(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)
【例3】把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆。摆长为l，最大偏角为θ。如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度大小是多少？
解：拉力F不做功，只有重力G做功，小球机械能守恒。
思考：由上述结果分析，如果改变释放时的角度，小球运动到最低点的速度有何变化？
探究新知——应用机械能守恒定律解题的一般步骤
1．下列物体的运动过程，满足机械能守恒的是（ ）A．火箭加速上升B．潜水运动员在水中匀速下落C．物体从空中自由下落（不计空气阻力）D．游客在摩天轮中随摩天轮在竖直面内匀速转动
【答案】C【详解】A.火箭加速上升时，动能增大，重力势能增大，故机械能增大，故A错误；B.潜水运动员在水中匀速下落，动能不变，重力势能减小，故总机械能减小，故B错误；C.物体从空中自由下落（不计空气阻力）时只有重力做功，机械能守恒，故C正确；D.游客在摩天轮中随摩天轮在竖直面内匀速转动时，动能不变，重力势能改变，故机械能不守恒，故D错误．
2．下列说法中正确的是(    )A．如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零B．一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化；但速度变化时，动能不一定变化C．处于平衡状态的运动物体，其机械能一定不变D．动能不变的物体，其机械能一定不变
6．如图所示，L型轻杆可绕过O点且垂直于纸面的水平轴自由转动，两直角边长度分别为L和3L，轻杆两端分别与质量为4m、m的小球A、B（可视为质点）相连。初始时，OA杆水平，现将杆从静止释放。不计一切阻力，下列说法正确的是（　　）A．释放之后，小球A的机械能守恒B．释放之后，小球B的机械能守恒C．小球A释放之后，OA杆能越过竖直方向D．小球A、B的向心加速度之比为4∶3
7．如图，轻弹簧竖立在地面上，正上方有一钢球，从A处自由下落，落到B处时开始与弹簧接触，此时向下压缩弹簧。小球运动到C处时，弹簧对小球的弹力与小球的重力平衡。小球运动到D处时，到达最低点。不计空气阻力，以下描述正确的是 （　　）A．小球由A向B运动的过程中，处于完全失重状态，小球的机械能减少B．小球由B向C运动的过程中，处于失重状态，小球的机械能增加C．小球由B向C运动的过程中，处于超重状态，小球的动能增加D．小球由C向D运动的过程中，处于超重状态，小球的机械能减少
【答案】D【详解】A．小球由A向B运动的过程中，做自由落体运动，加速度等于竖直向下的重力加速度g，处于完全失重状态，此过程中只有重力做功，小球的机械能守恒，故A错误；BC．小球由B向C运动的过程中，重力大于弹簧的弹力，加速度向下，小球处于失重状态，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的弹性势能增加，小球的机械能减少，由于小球向下加速运动，小球的动能还是增大的，故B错误，C错误；D．小球由C向D运动的过程中，弹簧的弹力大于小球的重力，加速度方向向上，处于超重状态，弹簧继续被压缩，弹性势能继续增大，小球的机械能继续减小，故D正确。故选D。
1.认真阅读课本本节内容，并完成课后“练习与应用”；