2019屆高三生物二輪復(fù)習(xí)課件：1細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)

第八章機械能守恒定律第八章機械能守恒定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1.結(jié)合生活情境和已學(xué)知識,知道機械能的概念.了解機械能包括哪些形式的能,會用能量觀念分析具體實例中動能、重力勢能、彈性勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化.2.根據(jù)重力做功過程運用動能定理推導(dǎo)出機械能守恒定律,明確機械能守恒定律所描述的系統(tǒng)對象,能在具體問題中判斷機械能是否守恒.體會守恒觀念對認(rèn)識物理規(guī)律的重要性.3.通過應(yīng)用機械能守恒定律解決實際問題,進一步理解機械能守恒的條件,體會用機械能守恒定律解題的優(yōu)越性,感受守恒定律對研究和解決物理問題的重要意義.4

機械能守恒定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1.結(jié)合生活情境和已學(xué)知識,知道機械能的概念.知識點一追尋守恒量答案:不相等,因為存在阻力.將小球由斜面A上某位置由靜止釋放,小球運動到斜面B上.1.小球從斜面A滾下的高度與其在B斜面上上升的高度相等嗎?為什么?知識點一追尋守恒量答案:不相等,因為存在阻力.將小球由斜面2.假設(shè)斜面光滑,空氣阻力不計,兩個高度相等嗎?說明什么問題?答案:相等;說明某種“東西”在小球運動的過程中是不變的,這種“東西”就是機械能.3.物理學(xué)的研究過程中,尋找“守恒量”有什么意義?答案:物理世界是千變?nèi)f化的,但是,人們發(fā)現(xiàn)有些物理量在一定條件下是守恒的,可以用這些“守恒量”來表示物理世界變化的規(guī)律,這就是守恒定律.機械能守恒定律就是其中的一個.2.假設(shè)斜面光滑,空氣阻力不計,兩個高度相等嗎?說明什么問題知識點二動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化1.如圖所示,物體沿光滑斜面下滑,物體的重力勢能

,動能

;當(dāng)物體以某一初速度沿著光滑斜面上滑時,物體的重力勢能

,動能

.(均選填“增大”或“減小”)2.如圖所示,在光滑水平面上,被壓縮的彈簧恢復(fù)原狀的過程中彈性勢能

,彈出的物體的動能

;當(dāng)物體以某一初速度壓縮彈簧時,彈簧的彈性勢能

,物體的動能

.(均選填“增大”或“減小”)減小增大增大減小減小增大增大減小知識點二動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化1.如圖所示,物體沿光滑斜面下3.機械能包括哪些形式的能?這些能量是如何實現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化的?答案:機械能包括重力勢能、彈性勢能和動能;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.3.機械能包括哪些形式的能?這些能量是如何實現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化的?答知識點三

機械能守恒定律1.如圖所示,過山車在失去外部動力的情況下由高處飛奔而下.(忽略軌道的阻力和空氣阻力)過山車受哪些力的作用?這些力各做什么功?過山車的動能和勢能怎么變化?動能與勢能的和變化嗎?答案:過山車受重力和軌道支持力作用;重力做正功,支持力不做功;過山車的動能增大,重力勢能減小;動能與勢能的和保持不變.知識點三機械能守恒定律1.如圖所示,過山車在失去外部動力的1．滑塊與小車的臨界問題①測量時被測物體長度的半毫米數(shù)由固定刻度讀出，不足半毫米部分由可動刻度讀出．(2)射出或不射出磁場的臨界狀態(tài)是帶電體運動的軌跡與磁場邊界相切，對應(yīng)粒子速度的臨界值．(2)運動學(xué)表達式：x＝Asin(ωt＋φ)，其中A代表振幅，ω＝2πf表示簡諧運動的快慢，(ωt＋φ)代表簡諧運動的相位，φ叫做初相．(2)開爾文表述：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響．(1)定義：物體的質(zhì)量與速度的乘積．(4)與外界絕熱，則不發(fā)生熱傳遞，此時Q＝0.(2)當(dāng)F＝0時，物體沿切線方向飛出；1．洛倫茲力方向的特點第三宇宙速度(逃逸速度) 16.7 使物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度.三、三角函數(shù)法1．自感現(xiàn)象“阻礙”作用的理解考點一對電磁場理論和電磁波的理解2.

如圖所示,在光滑的水平臺面上,一輕彈簧左端固定,右端連接一金屬小球,O點是彈簧保持原長時小球的位置.開始時通過小球壓縮彈簧到A位置,已知lAO=lOB,然后從靜止釋放小球.(1)運動過程中小球的能量如何變化?小球的機械能守恒嗎?答案:A→O小球的動能增大,重力勢能不變,機械能大;O→B,小球的動能減小,重力勢能不變,機械能減小.小球的機械能不守恒.1．滑塊與小車的臨界問題2.如圖所示,在光滑的水平臺面上,(2)小球運動過程中,存在守恒量嗎?誰的機械能是守恒的?3.機械能守恒定律.(1)內(nèi)容:

.

.(2)適用條件:

.(3)表達式:

.答案:存在守恒量;小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒.在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動能與勢能可以互相轉(zhuǎn)化,而總的機械能保持不變只有重力或彈力做功

(2)小球運動過程中,存在守恒量嗎?誰的機械能是守恒的?3.小試身手判斷下列說法的正誤并和同學(xué)交流(正確的打“√”,錯誤的打“×”).1.物體的機械能一定是正值.(

)2.通過重力或彈力做功,機械能可以轉(zhuǎn)化為非機械能.(

)3.物體自由下落時,重力做正功,物體的動能和重力勢能都增大.(

)4.合力為0,物體的機械能一定守恒. (

)5.合力做功為0,物體的機械能一定守恒.(

)6.只有重力做功,物體的機械能一定守恒.(

)×××××√小試身手判斷下列說法的正誤并和同學(xué)交流(正確的打“√”,錯誤探究一

機械能守恒定律問題情境如圖所示,質(zhì)量為m的小球沿一光滑斜面從距地面h1高度的A處開始下滑,初速度為v1,當(dāng)下滑到距地面高度為h2處時,速度為v2,不計空氣阻力,取地面為參考平面.1.小球從A運動到B的過程中,受到幾個力的作用?這些力各自做功為多少?答案:小球受重力和支持力作用;支持力不做功,重力做功為WG=mgh1-mgh2.探究一機械能守恒定律問題情境如圖所示,質(zhì)量為m的小球沿一光2.根據(jù)動能定理,推導(dǎo)重力做功與小球動能變化的關(guān)系.

3.小球在A、B兩點的機械能怎樣表示?

2.根據(jù)動能定理,推導(dǎo)重力做功與小球動能變化的關(guān)系.

3.小4.根據(jù)以上探究內(nèi)容,能得出什么結(jié)論?這說明什么?

4.根據(jù)以上探究內(nèi)容,能得出什么結(jié)論?這說明什么?

過程建構(gòu)1.機械能守恒定律的三種表達式.(1)從守恒角度看:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(或E1=E2).此式表示系統(tǒng)初、末狀態(tài)的機械能相等,計算初、末狀態(tài)的勢能時必須選擇同一參考平面.(2)從能的轉(zhuǎn)化角度看:ΔEk=-ΔEp.此式表示系統(tǒng)動能的增加(減少)量等于勢能的減少(增加)量.(3)從能的轉(zhuǎn)移角度看:ΔEA增=ΔEB減.此式表示系統(tǒng)A部分機械能的增加量等于B部分機械能的減少量,常用于解決兩個或多個物體組成的系統(tǒng)機械能守恒問題.過程建構(gòu)1.機械能守恒定律的三種表達式.1.帶電粒子在勻強電場和重力場組成的復(fù)合場中做圓周運動的問題是一類重要而典型的題型．對于這類問題，若采用常規(guī)方法求解，過程復(fù)雜，運算量大．若采用“等效法”求解，則過程往往比較簡捷．4．把滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后，閉合電鍵S，改變滑動變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，填入記錄表格內(nèi)，斷開電鍵S，求出導(dǎo)線電阻Rx的平均值．(1)構(gòu)造(如圖所示)：主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個內(nèi)外測量爪)、游標(biāo)尺上還有一個深度尺，尺身上還有一個緊固螺釘．1．定義：在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，與磁場方向垂直的面積S和B的乘積．4．動量、動能、動量的變化量的關(guān)系兩個在光滑水平面上做勻速運動的物體，甲物體追上乙物體的條件是甲物體的速度v甲大于乙物體的速度v乙，即v甲>v乙，而甲物體與乙物體不相碰的臨界條件是v甲＝v乙．考點二功率的計算1．當(dāng)含有電容器的直流電路達到穩(wěn)定狀態(tài)時，電容器處可視為斷路，與之串聯(lián)的電阻中無電流，不起降壓作用．2．確定振動的振幅．(2)微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，分子本身沒有體積，即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間．(1)天體運動的向心力來源于天體之間的萬有引力，即注意：反沖運動中平均動量守恒．2.機械能守恒定律與動能定理的比較.比較項機械能守恒定律動能定理表達式E1=E2,ΔEk=-ΔEp,ΔEA增=ΔEB減W=ΔEk適用條件只有重力或彈力做功無條件限制物理意義重力或彈力做功的過程是系統(tǒng)的動能與勢能相互轉(zhuǎn)化的過程合力對物體做的功是物體動能變化的量度說明在ΔEk=-ΔEp中,等號左邊表示動能的增加量時,等號右邊表示勢能的減少量等號右邊表示動能的變化量,等號左邊表示合力的功1.帶電粒子在勻強電場和重力場組成的復(fù)合場中做圓周運動的問題【典例1】如圖所示,在地面上以速度v0斜向上拋出質(zhì)量為m的物體,拋出后物體落到比地面低h的海平面上.若以海平面為參考平面,不計空氣阻力,則下列說法正確的是 (

)

【典例1】如圖所示,在地面上以速度v0斜向上拋出質(zhì)量為m的物

答案:C

答案:C

探究二機械能守恒定律的適用條件及應(yīng)用問題情境1.下列兩幅圖中,忽略空氣阻力,小球的機械能守恒嗎?小球受力和外力做功有什么特點?答案:小球機械能守恒.甲圖中,小球只受重力,只有重力做功;乙圖中,小球受重力和繩子拉力,但拉力不做功,只有重力做功.甲乙探究二機械能守恒定律的適用條件及應(yīng)用問題情境1.下列兩幅圖2.如圖甲所示,物體A、B之間的接觸面光滑,水平地面光滑;如圖乙所示,輕質(zhì)彈簧豎直固定在水平地面上;如圖丙所示,不計繩的質(zhì)量及滑輪的軸摩擦.三幅圖中,忽略空氣阻力,將物體A、小球和物體C由靜止釋放后,每個物體的機械能守恒嗎?系統(tǒng)的機械能守恒嗎?甲乙丙2.如圖甲所示,物體A、B之間的接觸面光滑,水平地面光滑;如答案:單個物體的機械能都不守恒,系統(tǒng)的機械能守恒.圖甲,由于A、B之間的彈力對A做負(fù)功,對B做正功,A的機械能減小,B的機械能增大,但A、B組成的系統(tǒng)機械能不變;圖乙,小球與彈簧接觸后向下壓縮彈簧,小球的重力和彈簧彈力做功,小球的機械能減小,彈簧的彈性勢能增大,但小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能不變;圖丙,忽略繩的質(zhì)量和滑輪的軸摩擦,在C向下、D向上的運動過程中,FC和FD都做功,C的機械能減小,D的機械能增大,但WC+WD=0,C、D組成的系統(tǒng)機械能不變.答案:單個物體的機械能都不守恒,系統(tǒng)的機械能守恒.圖甲,由于3.試著總結(jié)出機械能守恒定律的適用條件.答案:機械能守恒定律的適用條件:只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功.3.試著總結(jié)出機械能守恒定律的適用條件.答案:機械能守恒定律過程建構(gòu)理解機械能守恒定律的適用條件.(1)從能量轉(zhuǎn)化的角度看,只有系統(tǒng)內(nèi)物體的動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化.(2)從系統(tǒng)的內(nèi)力、外力做功的角度看,只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功,具體表現(xiàn)為以下幾種情況:①只受重力作用.②除重力外,物體還受其他力,但其他力不做功,只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功.過程建構(gòu)理解機械能守恒定律的適用條件.如圖甲所示,物體沿固定的光滑曲面下滑,忽略空氣阻力,物體受重力、曲面的支持力,但曲面的支持力對物體不做功,只有重力做功,物體機械能守恒;圖乙,在光滑水平面上的小球(與彈簧連接),運動中受重力、彈簧彈力和地面支持力,但支持力和重力不做功,只有彈簧彈力做功,小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒.甲乙如圖甲所示,物體沿固定的光滑曲面下滑,忽略空氣阻力,物體受重【典例2】(多選)關(guān)于圖甲、乙、丙所示情景(均忽略空氣阻力)的說法正確的是(

)甲乙丙【典例2】(多選)關(guān)于圖甲、乙、丙所示情景(均忽略空氣阻力)A.圖甲中,一顆彈丸在光滑的碗內(nèi)做復(fù)雜的曲線運動時機械能守恒B.圖乙中,運動員在蹦床上越跳越高,機械能守恒C.圖丙中,小車上放一木塊,小車的左側(cè)與彈簧相連,彈簧固定在墻上.小車在一定范圍內(nèi)左右運動時,木塊相對于小車無滑動(車輪與地面間的摩擦不計),彈簧、車與木塊構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒D.圖丙中,如果小車在一定范圍內(nèi)左右運動時,木塊相對于小車有滑動(車輪與地面間的摩擦不計),彈簧、車與木塊構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒A.圖甲中,一顆彈丸在光滑的碗內(nèi)做復(fù)雜的曲線運動時機械能守恒解析:彈丸在碗內(nèi)運動時,只有重力做功,機械能守恒,選項A正確;運動員越跳越高,機械能越來越大,選項B錯誤;小車在一定范圍內(nèi)左右運動時,如果木塊相對于小車無滑動,彈簧、車與木塊構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒,如果木塊相對小車有滑動,彈簧、車與木塊構(gòu)成的系統(tǒng)機械能減小,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,選項C正確,選項D錯誤.答案:AC解析:彈丸在碗內(nèi)運動時,只有重力做功,機械能守恒,選項A正確判斷系統(tǒng)機械能守恒的方法(1)從做功角度判斷:只有重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功,其他力不做功.(2)從能量轉(zhuǎn)化角度判斷:系統(tǒng)內(nèi)只有動能、重力勢能、彈性勢能間的相互轉(zhuǎn)化.判斷系統(tǒng)機械能守恒的方法【典例3】如圖所示,質(zhì)量m=70kg的運動員以vA=10m/s的速度,從高h(yuǎn)=10m的滑雪場A點沿斜坡滑下,以最低點B所在水平面為參考平面,一切阻力可忽略不計,g取10m/s2.求:(1)運動員在A點時的機械能;(2)運動員到達最低點B時的速度大小;(3)運動員能到達的最大高度.[學(xué)會審題]【典例3】如圖所示,質(zhì)量m=70kg的運動員以vA=10

答案:C

答案:C非質(zhì)點類物體的機械能守恒問題(1)在應(yīng)用機械能守恒定律處理實際問題時,經(jīng)常遇到“鏈條”類的物體,這類物體在運動過程中的重心位置會發(fā)生變化,因此這類物體不能再看成質(zhì)點來處理.(2)雖然不能看成質(zhì)點來處理,但一般只有重力做功,物體整體機械能守恒,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)物體重力勢能的變化列式求解.非質(zhì)點類物體的機械能守恒問題課堂評價答案:C1.關(guān)于機械能守恒,下列說法正確的是 (

)A.在機械能守恒的系統(tǒng)內(nèi),物體一定只受重力和彈力的作用B.物體處于平衡狀態(tài)時,機械能一定守恒C.物體所受合力不等于0時,機械能可能守恒D.合力做功時,物體的機械能一定不守恒課堂評價答案:C1.關(guān)于機械能守恒,下列說法正確的是 (答案:C2.如圖所示,無人機在空中勻速上升時,不斷增加的能量是(

)A.動能

B.動能、重力勢能C.重力勢能、機械能

D.動能、重力勢能、機械能答案:C2.如圖所示,無人機在空中勻速上升時,不斷增加的能量3