2018-2019學年高中物理 第七章 機械能守恒定律 8 機械能守恒定律課件 新人教版必修2.ppt
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8機械能守恒定律,,1．知道機械能的各種形式，能夠分析動能和勢能(包括彈性勢能)之間的相互轉(zhuǎn)化關系．2．能夠根據(jù)動能定理和重力做功與重力勢能變化的關系，推導出機械能守恒定律．3．能根據(jù)機械能守恒條件判定機械能是否守恒，能運用機械能守恒定律解決有關問題．4．能從能量轉(zhuǎn)化的角度理解機械能守恒條件，理解應用機械能守恒定律解決問題的優(yōu)越性．,教學目標,,,【重點】(1)掌握機械能守恒定律的推導、建立過程，理解機械能守恒定律的內(nèi)容．(2)在具體的問題中能判定機械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學表達式．【難點】(1)從能的轉(zhuǎn)化和功能關系出發(fā)理解機械能守恒的條件．(2)能正確判斷研究對象在所經(jīng)歷的過程中機械能是否守恒，能正確分析系統(tǒng)所具有的機械能．,重點難點,,,機械能守恒定律是本章教學的重點內(nèi)容，本節(jié)教學的重點是使學生掌握物體系統(tǒng)機械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機械能；能夠應用機械能守恒定律解決有關問題．分析物體系統(tǒng)所具有的機械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能，是本節(jié)學習的難點之一．在教學中應讓學生認識到，物體重力勢能大小與所選取的參考平面(零勢面)有關；而重力勢能的變化量是與所選取的參考平面無關的．在討論物體系統(tǒng)的機械能時，應先確定參考平面．能否正確選用機械能守恒定律解決問題是本節(jié)學習的另一難點．通過本節(jié)學習應讓學生認識到，從功和能的角度分析、解決問題是物理學的重要方法之一；同時進一步明確，在對問題作具體分析的條件下，要能夠正確選用適當?shù)奈锢硪?guī)律分析、處理問題．,教學建議,,,【導入一】1．提出課題——機械能守恒定律．(板書)2．力做功的過程也是能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式的過程，物體的動能和勢能總和稱為機械能，例舉：通過重力或彈力做功，動能與勢能相互轉(zhuǎn)化．(展示圖片和視頻)分析上述各個過程中能量轉(zhuǎn)換及重力、彈力做功的情況．,新課導入,,,實驗1：鋼球用細繩懸起，請一同學靠近，將鋼球偏至同學鼻子處釋放，擺回時，觀察該同學反應．釋放鋼球后，學生聯(lián)系到伽利略理想實驗中的判斷，認識到若無空氣阻力，應該擺到等高處，不會碰到鼻子．【導入二】前面我們學習了動能、勢能和機械能的知識．在初中學習時我們就了解到，在一定條件下，物體的動能與勢能(包括重力勢能和彈性勢能)可以相互轉(zhuǎn)化，下面我們觀察演示實驗中物體動能與勢能轉(zhuǎn)化的情況．,新課導入,,,[演示實驗]依次演示麥克斯韋滾擺、單擺和彈簧振子，提醒學生注意觀察物體運動中動能、勢能的變化情況．通過觀察演示實驗，學生回答物體運動中動能、勢能變化情況，教師小結(jié)：物體運動過程中，隨動能增大，物體的勢能減小；反之，隨動能減小，物體的勢能增大．提出問題：上述運動過程中，物體的機械能是否變化呢？這是我們本節(jié)要學習的主要內(nèi)容.,新課導入,,1．動能與重力勢能間的轉(zhuǎn)化(1)通過重力做功，可實現(xiàn)動能和________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________能；若重力做負功，則________能轉(zhuǎn)化為________能．2．動能與彈性勢能間的轉(zhuǎn)化(1)通過彈力做功，可實現(xiàn)動能和________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________能；若彈力做負功，則________能轉(zhuǎn)化為________能．,動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化,,知識必備,知識點一,重力勢,重力勢,,動,動,重力勢,彈性勢,彈性勢,動,動,彈性勢,3．機械能_____________、___________和_______統(tǒng)稱為機械能，通過重力或彈力做功，機械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式．,,知識必備,重力勢能,彈性勢能,,動能,1．推導(1)如圖7－8－1所示，物體沿光滑曲面下滑，某時刻處于位置A時，它的動能為Ek1，重力勢能為Ep1，總機械能E1＝____________．(2)運動到位置B時，它的動能是Ek2，重力勢能為Ep2，總機械能E2＝______________．(3)由動能定理知，由A到B的過程中，只有重力做功，所以重力所做的功W＝________，由重力的功與重力勢能的關系知W＝__________，所以有Ek2－Ek1＝Ep1－Ep2，整理得Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2，即E1＝E2.,機械能守恒定律,,知識必備,知識點二,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)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能______________．這叫作機械能守恒定律．3．表達式：________________________或________．4．機械能守恒的條件是：只有重力或彈力做功．,,知識必備,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械能守恒有何區(qū)別？[要點總結(jié)]對于單個物體而言，其機械能守恒的條件是只有重力對該物體做功．,,學習互動,機械能守恒的判定,考點一,,,例1圖7－8－2中，木塊均在固定的斜面上運動，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中的木塊向下運動，圖C中的木塊向上運動．在這四個圖所示的運動過程中木塊的機械能守恒的是(),,學習互動,,,,[答案]C,[解析]由A圖可知，力F對木塊做正功，機械能增加，故A錯誤；由B圖可知，力F做負功，機械能減小，故B錯誤；C圖中斜面光滑，木塊運動過程中只有重力做功，只有重力勢能和動能的相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒，故C正確；D圖中斜面粗糙，木塊下滑過程中，摩擦力做負功，機械能減小，故D錯誤．,,圖7－8－2,,學習互動,,,,[點評]判斷機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)實際情況靈活選擇合適的分析方法．解答本題應把握以下兩點：(1)理解機械能守恒的條件；(2)明確研究對象．,,學習互動,機械能守恒定律的基本應用,考點二,,,[想一想]我們知道所有做拋體運動的物體機械能都守恒，那么在光滑斜面上運動的物體的機械能守恒嗎？[要點總結(jié)]應用機械能守恒定律解題時的一般步驟：1．根據(jù)題意選取研究對象．2．明確研究對象的運動過程，分析研究對象在過程中的受力情況，弄清各力做功的情況，判斷機械能是否守恒．3．恰當?shù)剡x取零勢能面，確定研究對象在過程中的始態(tài)和末態(tài)的機械能．4．根據(jù)機械能守恒定律的不同表達式列方程，并求解結(jié)果．,,學習互動,,,,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．一個質(zhì)量為m的小物塊從斜面頂端A由靜止開始下滑．重力加速度為g，不計空氣阻力．求：(1)小物塊從斜面頂端A滑到底端B的過程中重力做的功W；(2)小物塊滑到底端B時速度v的大?。?,,,圖7－8－3,,學習互動,,[點評]應用機械能守恒定律時，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，機械能就守恒．,,學習互動,曲線運動中的機械能守恒問題,考點三,,,[想一想]你體驗過公園里的過山車嗎？過山車，呼嘯著、奔馳著，緊張、驚險、刺激．同學們可以開動腦筋，過山車是靠什么轉(zhuǎn)動而不需要持續(xù)的動力？[要點總結(jié)]在平拋運動、斜拋運動、光滑曲線軌道運動(如線—球模型問題、桿—球模型問題)等運動中由于都是只有重力做功，所以研究對象機械能守恒．,,學習互動,,,,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是通過橢圓中心O點的水平線．已知一小球從M點出發(fā)，初速率為v0，沿管道MPN運動，到N點的速率為v1，所需時間為t1；若該小球仍由M點以初速率v0出發(fā)，而沿管道MQN運動，到N點的速率為v2，所需時間為t2.則()A．v1＝v2，t1>t2B．v1t2C．v1＝v2，t1
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