《機(jī)械能守恒定律》優(yōu)質(zhì)課件

1、機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定核心素養(yǎng)目標(biāo)物理觀念知道能量守恒是自然界的重要規(guī)律，知道什么是機(jī)械能，理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容及條件?？茖W(xué)思維領(lǐng)悟從守恒的角度分析問題的方法，會(huì)根據(jù)機(jī)械能守恒的條件判斷機(jī)械能是否守恒，并能運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解決有關(guān)問題?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任認(rèn)識(shí)機(jī)械能守恒定律對(duì)日常生活的影響，體會(huì)守恒思想對(duì)物理學(xué)的推動(dòng)作用。機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件核心素養(yǎng)目標(biāo)物理觀念知道能量守恒是自然界的重要規(guī)律，知道什么知識(shí)點(diǎn)一追尋守恒量實(shí)驗(yàn)裝置圖事實(shí)將小球由斜面A上某位置由_

2、釋放，小球運(yùn)動(dòng)到斜面B上假設(shè)摩擦力及空氣阻力可以忽略推論小球在斜面B上速度變?yōu)?時(shí)，即到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的高度與它出發(fā)時(shí)的高度_追尋不變量上述事例說明存在某個(gè)守恒量，在物理學(xué)上我們把這個(gè)量叫作_或者能靜止相同能量機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件知識(shí)點(diǎn)一追尋守恒量實(shí)驗(yàn)裝置圖事實(shí)將小球由斜面A上某位置由知識(shí)點(diǎn)二動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化觀圖助學(xué)在上面三種情景中兒童、撐竿跳運(yùn)動(dòng)員、跳水運(yùn)動(dòng)員各有怎樣的能量轉(zhuǎn)化？機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件知識(shí)點(diǎn)二動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化在上面三種情景中兒童、撐竿跳運(yùn)1.重力勢(shì)能與動(dòng)能：只有重力做功時(shí)，若重力對(duì)物體做正功，則物體的重

3、力勢(shì)能_，動(dòng)能_，_轉(zhuǎn)化成了動(dòng)能；若重力做負(fù)功，則_轉(zhuǎn)化為_。2.彈性勢(shì)能與動(dòng)能：只有彈簧彈力做功時(shí)，若彈力做正功，則彈簧彈性勢(shì)能_，物體的動(dòng)能_，_轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。3.機(jī)械能 (1)定義：_、彈性勢(shì)能和_都是機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的能量形式，統(tǒng)稱為機(jī)械能。(2)機(jī)械能的改變：通過_或彈力做功，機(jī)械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。減少增加重力勢(shì)能動(dòng)能重力勢(shì)能減少增加彈性勢(shì)能重力勢(shì)能動(dòng)能重力機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件1.重力勢(shì)能與動(dòng)能：只有重力做功時(shí)，若重力對(duì)物體做正功，則物思考判斷(1)通過重力做功，動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。( )(2)通過彈力做功，動(dòng)能和彈性勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)

4、化。( )(3)物體的機(jī)械能一定是正值。( )(4)通過重力或彈力做功，機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為其他能。( )機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件思考判斷(1)通過重力做功，動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。射箭時(shí)，弓弦的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為箭的動(dòng)能。過山車由高處在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下飛奔而下，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件射箭時(shí)，弓弦的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為箭的動(dòng)能。過山車由高處在關(guān)閉發(fā)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)三機(jī)械能守恒定律1.機(jī)械能守恒定律在只有_或_做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能_。2.表達(dá)式：Ek2Ep2Ek1Ep1。3.機(jī)械能守恒條件：只

5、有_或彈力做功。重力彈力保持不變重力機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件知識(shí)點(diǎn)三機(jī)械能守恒定律重力彈力保持不變重力機(jī)械能守恒定律思考判斷(1)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能一定守恒。( )(2)做變速運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能可能守恒。( )(3)外力對(duì)物體做功為零時(shí)，機(jī)械能一定守恒。( )(4)機(jī)械能守恒時(shí)，物體可能受阻力。( )(5)物體所受的外力不等于零，其機(jī)械能肯定不守恒。( )(6)物體的速度增大時(shí)，其機(jī)械能可能減小。( )機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件思考判斷(1)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能一定守恒。( (1)“守恒”是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念，指在動(dòng)能和勢(shì)能相

6、互轉(zhuǎn)化的整個(gè)過程中的任何時(shí)刻、任何位置，機(jī)械能的總量總保持不變。(2)機(jī)械能守恒的條件不是合力做的功等于零，也不是合力等于零。機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件(1)“守恒”是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念，指在動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的整個(gè)過核心要點(diǎn)一機(jī)械能守恒條件的理解與判斷1.研究對(duì)象(1)當(dāng)只有重力做功時(shí)，可取一個(gè)物體(其實(shí)是物體與地球構(gòu)成的系統(tǒng))作為研究對(duì)象。(2)當(dāng)物體之間的彈力做功時(shí)，必須將這幾個(gè)物體構(gòu)成的系統(tǒng)作為研究對(duì)象(使這些彈力成為系統(tǒng)內(nèi)力)。機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件核心要點(diǎn)一機(jī)械能守恒條件的理解與判斷1.研究對(duì)象機(jī)械能守2.守恒條件理解(1)

7、從能量轉(zhuǎn)化分析，系統(tǒng)內(nèi)部只發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，無其他形式能量(如內(nèi)能)之間轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)機(jī)械能守恒。(2)從做功條件分析，機(jī)械能守恒的條件是可從以下三種情形理解：只受重力作用：如在不考慮空氣阻力的情況下的各種拋體運(yùn)動(dòng)(自由落體、豎直上拋、平拋、斜拋等)。受其他力，但其他力不做功，只有重力或彈力做功，例如：物體沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力對(duì)物體不做功。并非“只受重力或彈力作用”。只有重力或彈力做功。機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件2.守恒條件理解并非“只受重力或彈力作用”。只有重力或彈力做有系統(tǒng)的內(nèi)力做功，但是做功代數(shù)和為零。系統(tǒng)只有動(dòng)能

8、和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，無其他形式能量的轉(zhuǎn)化。如圖所示，拉力對(duì)A、對(duì)B做功不為零，但代數(shù)和為零，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件有系統(tǒng)的內(nèi)力做功，但是做功代數(shù)和為零。系統(tǒng)只有動(dòng)能和勢(shì)能的試題案例例1 (多選)如圖所示，下列幾種情況，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒的是()A.圖甲中一顆彈丸在光滑的碗內(nèi)做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)B.圖乙中運(yùn)動(dòng)員在蹦床上越跳越高C.圖丙中小車上放一木塊，小車的左側(cè)由彈簧與墻壁相連。小車在左右運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊相對(duì)于小車無滑動(dòng)(車輪與地面摩擦不計(jì))D.圖丙中如果小車運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊相對(duì)于小車滑動(dòng)機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件試題案

9、例A.圖甲中一顆彈丸在光滑的碗內(nèi)做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)解析彈丸在碗內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有重力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故選項(xiàng)A正確；運(yùn)動(dòng)員越跳越高，表明她不斷做功，機(jī)械能不守恒，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于一對(duì)靜摩擦力做功的代數(shù)和為0，系統(tǒng)中只有彈簧彈力做功不為0，機(jī)械能守恒，故選項(xiàng)C正確；滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和不為0，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案AC機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件解析彈丸在碗內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有重力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故選項(xiàng)方法總結(jié)判斷機(jī)械能守恒的方法(1)做功分析法(常用于單個(gè)物體)(2)能量分析法(常用于多個(gè)物體組成的系統(tǒng))機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律pp

10、t優(yōu)質(zhì)課件方法總結(jié)判斷機(jī)械能守恒的方法(2)能量分析法(常用于多個(gè)物針對(duì)訓(xùn)練1 如圖所示，以下實(shí)例中均不考慮空氣阻力，系統(tǒng)機(jī)械能守恒的是()機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件針對(duì)訓(xùn)練1 如圖所示，以下實(shí)例中均不考慮空氣阻力，系統(tǒng)機(jī)解析人上樓、跳繩都是人體的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；水滴石穿，水滴的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；箭射出時(shí)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)能、彈性勢(shì)能與重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，選項(xiàng)D正確。答案D機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件解析人上樓、跳繩都是人體的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故系統(tǒng)機(jī)械能針對(duì)訓(xùn)

11、練2 (多選)如圖所示，一斜面放在光滑的水平面上，一個(gè)小物體從斜面頂端無摩擦地自由滑下，則在下滑的過程中()A.斜面對(duì)小物體的彈力做的功為零B.小物體的重力勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化為小物體的動(dòng)能C.小物體的機(jī)械能不守恒D.小物體、斜面和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件針對(duì)訓(xùn)練2 (多選)如圖所示，一斜面放在光滑的水平面上，解析小物體、斜面和地球三者組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。斜面對(duì)小物體的彈力對(duì)其做負(fù)功，小物體機(jī)械能減少，小物體的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為它和斜面的動(dòng)能。選項(xiàng)C、D正確，A、B錯(cuò)誤。答案CD機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件解析小物體、斜

12、面和地球三者組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。斜面對(duì)小物核心要點(diǎn)二機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用問題探究如圖，質(zhì)量為m的小球從光滑曲面上滑下。當(dāng)它到達(dá)高度為h1的位置A時(shí)，速度的大小為v1，滑到高度為h2的位置B時(shí)，速度的大小為v2。在由高度h1滑到高度h2的過程中(不計(jì)空氣阻力)：研究小球的能量變化機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件核心要點(diǎn)二機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用研究小球的能量變化機(jī)械能守(1)小球的重力勢(shì)能減少了多少？(2)小球的動(dòng)能增加了多少？(3)小球下滑過程中機(jī)械能守恒嗎？若守恒，列出表達(dá)式。(4)小球重力勢(shì)能減少量等于動(dòng)能的增加量嗎？答案(1)重力勢(shì)能的減少量為Epmgh1mgh2機(jī)

13、械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件(1)小球的重力勢(shì)能減少了多少？答案(1)重力勢(shì)能的減少量探究歸納1.機(jī)械能守恒定律的表達(dá)形式理解角度表達(dá)式物理意義從不同狀態(tài)看Ek1Ep1Ek2Ep2或E初E末初狀態(tài)的機(jī)械能等于末狀態(tài)的機(jī)械能從轉(zhuǎn)化角度看Ek2Ek1Ep1Ep2或EkEp過程中動(dòng)能的增加量等于勢(shì)能的減少量從轉(zhuǎn)移角度看EA2EA1EB1EB2或EAEB系統(tǒng)只有A、B兩物體時(shí)，A增加的機(jī)械能等于B減少的機(jī)械能機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件探究歸納理解角度表達(dá)式物理意義從不同Ek1Ep1Ek2.三種表達(dá)式的比較機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律

14、ppt優(yōu)質(zhì)課件2.三種表達(dá)式的比較機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能試題案例 例2 將質(zhì)量為m的物體以初速度v010 m/s豎直向上拋出，取g10 m/s2，則： (1)物體上升的最大高度是多少？(2)上升過程中，何處重力勢(shì)能與動(dòng)能相等？(以地面為零勢(shì)能面)滿足機(jī)械能守恒條件忽略空氣阻力，解析(1)物體上升的過程中機(jī)械能守恒，則有解得hmax5 m。機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件試題案例滿足機(jī)械能守恒條件忽略空氣阻力，解析(1)物體(2)設(shè)物體在h高處，物體的重力勢(shì)能與動(dòng)能相等，即mghEk聯(lián)立式解得答案(1)5 m(2)2.5 m高處機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械

15、能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件(2)設(shè)物體在h高處，物體的重力勢(shì)能與動(dòng)能相等，聯(lián)立式解拓展 以地面為零勢(shì)能面，在例2中物體在上升過程中，當(dāng)物體的動(dòng)能與重力勢(shì)能相等時(shí)，物體的速度多大？機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件拓展 以地面為零勢(shì)能面，在例2中物體在上升過程中，當(dāng)方法總結(jié)用機(jī)械能守恒定律解題的基本思路機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件方法總結(jié)用機(jī)械能守恒定律解題的基本思路機(jī)械能守恒定律p例3 如圖所示，兩小球A、B系在跨過定滑輪的細(xì)繩兩端，小球A的質(zhì)量mA2 kg，小球B的質(zhì)量mB1 kg，最初用手將A、B托住處于靜止，繩上恰沒有張力，此時(shí)A比B高h(yuǎn)1

16、.2 m。將A、B同時(shí)釋放，g取10 m/s2，求：(1)釋放前，以B所在位置的平面為參考平面，A的重力勢(shì)能；(2)釋放后，當(dāng)A、B到達(dá)同一高度時(shí)，A、B的速度大小。【解題點(diǎn)撥】 解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)根據(jù)重力勢(shì)能的定義式可求得，A的重力勢(shì)能EpAmAgh。(2)釋放后，A、B構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律求解。機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件例3 如圖所示，兩小球A、B系在跨過定滑輪的細(xì)繩兩端，小解析(1)釋放前，以B所在位置的平面為參考平面，A的重力勢(shì)能為EpAmAgh可得EpA24 J。(2)釋放后，A、B構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有解得v2 m/s

17、。答案(1)24 J(2)2 m/s機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件解析(1)釋放前，以B所在位置的平面為參考平面，A的重力勢(shì)方法總結(jié)多物體機(jī)械能守恒問題的分析方法(1)對(duì)多個(gè)物體組成的系統(tǒng)要注意判斷物體運(yùn)動(dòng)過程中，系統(tǒng)的機(jī)械能是否守恒。(2)列機(jī)械能守恒方程時(shí)，一般選用EkEp或EAEB的形式。(3)多物體機(jī)械能守恒問題的三點(diǎn)注意正確選取研究對(duì)象。合理選取物理過程。正確選取機(jī)械能守恒定律常用的表達(dá)形式列式求解。機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件方法總結(jié)多物體機(jī)械能守恒問題的分析方法機(jī)械能守恒定律p針對(duì)訓(xùn)練3 如圖所示，質(zhì)量m2 kg的小球用長(zhǎng)L1

18、.05 m的輕質(zhì)細(xì)繩懸掛在距水平地面高H6.05 m的O點(diǎn)?，F(xiàn)將細(xì)繩拉至水平狀態(tài)，自A點(diǎn)無初速度釋放小球，運(yùn)動(dòng)至懸點(diǎn)O的正下方B點(diǎn)時(shí)細(xì)繩恰好斷裂(斷裂瞬間小球無能量損失)，接著小球做平拋運(yùn)動(dòng)，落至水平地面上C點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10 m/s2。求：(1)細(xì)繩能承受的最大拉力；(2)細(xì)繩斷裂后小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(3)小球落地前瞬間速度的大小。機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件針對(duì)訓(xùn)練3 如圖所示，質(zhì)量m2 kg的小球用長(zhǎng)L1.解得t1 s。故最大拉力F3mg60 N。解得vC11 m/s。答案(1)60 N(2)1 s(3)11 m/s機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)

19、質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件解得t1 s。故最大拉力F3mg60 N。解得vC1核心要點(diǎn)三非質(zhì)點(diǎn)類物體的機(jī)械能守恒問題1.在應(yīng)用機(jī)械能守恒定律處理實(shí)際問題時(shí)，經(jīng)常遇到像“鏈條”“液柱”類的物體，其在運(yùn)動(dòng)過程中將發(fā)生形變，其重心位置相對(duì)物體也發(fā)生變化，因此這類物體不能再看成質(zhì)點(diǎn)來處理。2.物體雖然不能看成質(zhì)點(diǎn)來處理，但因只有重力做功，物體整體機(jī)械能守恒。一般情況下，可將物體分段處理，確定質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體各部分的重心位置，根據(jù)初、末狀態(tài)物體重力勢(shì)能的變化列式求解。機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件核心要點(diǎn)三非質(zhì)點(diǎn)類物體的機(jī)械能守恒問題機(jī)械能守恒定律p靖宸機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件靖宸機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt答案C機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件答案C機(jī)械能守恒定律ppt優(yōu)質(zhì)課件機(jī)械能守恒定律p針對(duì)訓(xùn)練4 如圖所示，粗細(xì)均勻，兩端開口的U形管內(nèi)裝有同種液體，開始時(shí)兩邊液面高度差為h，管中液柱總長(zhǎng)度為4h，后來讓液體自由流動(dòng)，當(dāng)兩液面高度