高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 机械能守恒定律优秀课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 机械能守恒定律优秀课件ppt，共25页。PPT课件主要包含了追寻守恒量，机械能，思考与讨论，机械能守恒定律，表达式，实验原理，实验器材，实验步骤，数据处理，注意事项等内容，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，这点距斜面低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？
　　伽利略理想斜面实验表明：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、动能和重力势能的相互转化
二、动能与势能的相互转化
2、弹性势能与动能相互转化
由小球接触弹簧到速度为零的这一过程中，弹力做负功，弹簧的弹性势能增加，而物体速度减小，动能减少。小球原来的动能转化成了弹性势能。
重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式，统称为机械能（mechanical energy）。通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式。
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？  
我们讨论物体沿光滑曲面滑下的情形。这种情形下，物体受到重力和曲面支持力的作用，因为支持力方向与运动方向垂直，支持力不做功，所以，只有重力做功。
在图 8.4-3 中，物体在某一时刻处在高度为 h1 的位置A，这时它的速度是 v1。经过一段时间后，物体下落到高度为 h2 的另一位置 B，这时它的速度是 v2 。用 W 表示这一过程中重力做的功。从动能定理知道，重力对物体做的功等于物体动能的增加.
等式左边为物体末状态动能与势能之和，等式右边为物体初状态动能与势能之和。可见，在只有重力做功的系统内，动能与重力势能互相转化时总的机械能保持不变。
1.内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
2.条件： 1、只有重力或弹力做功。 2、只发生动能和势能间的相互转化。
或 ΔEk减=ΔEp增
或 ΔEA减=ΔEB增
（3）ΔEA=-ΔEB
（2）ΔEk= -ΔEp
（1）EK2+EP2=EK1+EP1 即 E2=E1
【例题】 把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长为 l，最大偏角为 θ。如果阻力可以忽略，小球运动到最低点时的速度大小是多少？
【解析】系统只有重力做功，机械能守恒。
由机械能守恒，有：Ek2＋Ep2 ＝ Ek1＋Ep1
8.5 实验：验证机械能守恒定律
机械能守恒定律告诉我们，在只有重力或弹力做功的系统内，动能与势能相互转化时总的机械能保持不变。
那么，我们可以通过什么样的实验来验证这一定律呢？
实验思路：机械能守恒的前提是“只有重力或弹力做功”，因此研究过程一定要满足这一条件。想一想，满足这一条件的过程有哪些？自由下落的物体只受到重力作用，满足机械能守恒的条件。物体沿光滑斜面下滑时，虽然受到重力和斜面的支持力，但支持力与物体位移方向垂直（图 8.5-1），对物体不做功，这种情况也满足机械能守恒的条件。用细线悬挂的小球摆动时，细线的拉力与小球的运动方向垂直，对物体不做功。如果忽略空气阻力，这个过程中只有重力做功，也满足机械能守恒的条件。…… 以上几种情况都可以用来验证机械能守恒定律。
实验目的： 验证机械能守恒定律
物体自由下落时，如果不计空气阻力，这时物体的机械能守恒，也就是重力势能的减少等于动能的增加。具体地说：方法一：若以重物下落的起始点O为基准，设重物的质量为m，测出物体自起始点O下落距离h时的速度v，则在误差允许范围内，由计算得出 机械能守恒定律即被验证。
方法二：若以重物下落过程中的某一点A为基准，设重物的质量为m，测出物体对应于A点的速度vA 再测出物体由A点下落Δh后经过B点的速度vB 则在误差允许范围内，由计算得出 机械能守恒定律即被验证。
打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台（带铁夹）、学生电源等。
1.把打点计时器安装在铁架台上，用导线将学生电源和打点计时器接好。 2.把纸带的一端用夹子固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重锤停靠在打点计时器附近。
3.接通电源，待计时器打点稳定后再松开纸带，让重锤自由下落，打点计时器应该在纸带上打出一系列的点。 4.重复上一步的过程，打三到五条纸带。
5.选择一条点迹清晰且第l、2点间距离接近2mm的纸带，在起始点标上0，以后各点依次为1、2、3……用刻度尺测量对应下落的高h1、h2、h3、……记入表格中。
6.用公式vn=hn+1+hn-1/2t，计算出各点的瞬时速度v1、v2、 v3……并记录在表格中。 7.计算各点的重力势能的减少量mgh和动能的增加量1/2mvn2，并进行比较．看是否相等，将数值填人表格内。
该图象的斜率表示什么？
结论：若在误差允许的范围内，图象是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律。
1.实验中安装打点计时器时，限位孔必须在同一竖直直线上，以减少摩擦阻力，计时器离地面的高度约1m，实验用的纸带60 cm即可。 2.实验时，必须先接通电源，让打点计时器工作正常以后，才能松开纸带，让重物落下。 3.纸带上端要用手提着静止，这样保证下落的速度v为0。并且纸带上打出的第一个点是清晰的一 个小点。