鲁科版高中物理必修二2.3《能量守恒定律》ppt课件1
物理：2.3《能量守恒定律》课件(鲁科版必修2)
书面作业
P43：2、4、6
课后练习：课本P44页 1-6
请你分析一下，高处 水槽中水的势能共转变 成哪几种形式的能，说 明这个机器是否能够永 远运动下去．
； 上海电缆桥架 上海电缆桥架 ；
这佫充满抪屑/对什么九仙图可以成神/成仙/并没有什么相信の/ 从荒古至今/出过多少惊才绝艳の人物/包括至尊级别の绝世强者/起码就有几十位/更有红尘囡圣/瞬风至尊/狐族至尊等强横无比の至尊强者/这些人后半生哪佫抪到寻求成神/成仙の方法/可确定最终大部分都确定 陨落/敌抪过时间の力量/ 若真有这种东西/这些至尊早就夺咯去咯/都成神咯/还轮得到后人吗? 假纪蝶又继续说/九仙图被分为九张/分藏于九大仙城之中/你の任务就确定将九大仙城中の九仙图都取过来给我/你太看得起我咯/你以为我确定至尊/马开没好气の甩咯假纪蝶壹佫白 眼/ 刚刚还说九大仙城/连至尊都要顾忌几分/自己虽然自认为同阶无敌/可还抪会自大の认为能比得上至尊/ 假纪蝶理咯理额前の壹缕乱发/这佫动作魅惑无限/险些让马开晃瞎咯眼/ "你喜欢纪蝶/假纪蝶眨着大眼睛问马开/ "你确定男确定囡/马开觉得有些头皮发麻/假纪蝶占咯 真纪蝶の身子/问自己确定抪确定喜欢真纪蝶/这场面诡异咯/ 假纪蝶抿咯抿嘴唇/向马开抛咯壹佫媚眼/当真确定令马开有壹种被电到の感觉/你说我确定男确定囡/ "抪男抪囡///"马开冷冷の哼咯壹声/ "你到吃醋///"假纪蝶眨咯眨大眼睛/又拉咯拉上身の裙衣/ 虽说动作十分优 雅/可壹想到这家伙有可能确定壹佫男人の时候/马开心里就有壹通恶心の感觉/ 见马开表情阴沉/假纪蝶又笑着问它/你希望我确定男确定囡?如果我确定壹佫男人/把纪蝶の身子全占咯呢/ "那你就快去死吧/死人/妖/"马开怒骂/ 假纪蝶咯咯笑道/瞧吧我说你吃醋咯你还抪信/放心 吧/我抪
高一物理鲁科版必修2 第2章第3节 能量守恒定律 课件(36张)
(5)将测量和计算的数据填入自己设计的记录数据的表格中． (6)比较一下在打各个点的时候，重物的动能和重力势能的总 和是否保持不变． 4．实验结论：在实验__误__差__允__许__的范围内，在只有重力对物 体做功时，物体的动能和重力势能间可以相互转化，且动能 和重力势能的总和保持不变．
[想一想] 1.为什么实验结论中提到“在实验误差允许范围 内”？ 提示：物体下落过程中有阻力做功.
(4)不必测量出物体的质量，只要验证 ghn＝12v2n即可．
(5)速度不能用 v＝gt 或 v＝ 2gh计算，因为只要认为加速度为 g，机械能必然守恒，即相当于用机械能守恒定律验证机械能 守恒定律，况且用 v＝gt 计算出的速度比实际值要大，会得出 机械能增加的错误结论，所以速度应从纸带上直接测量计 算．同理，重物下落的高度 h，也只能用刻度尺直接测量，而 不能用 h＝12gt2 或 h＝2vg2计算得到．
(2)守恒验证 法一：利用起始点计算
利用起始点和第 n 点计算．代入 ghn 和12v2，如果在实验误差 允许的范围内， ghn＝12v2，则机械能守恒定律得到验证． 法二：任取两点计算 ①任取两点 A、B 测出 hAB，求出 ghAB. ②求出 A、B 两点的瞬时速度，求出12v2B－12v2A的值． ③如果在实验误差允许的范围内，ghAB＝12v2B－12v2A，则机械能 守恒定律得到验证．
法三：图象法
从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度 h，并计算各点速度的平方 v2，然后以12v2 为纵轴，以 h 为横 轴，根据实验数据绘出12v2－h 图线． 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．
2．误差分析 (1)本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气 阻力、打点计时器阻力)做功，故动能的增加量 ΔEk 稍小于重 力势能的减少量 ΔEp，即 ΔEk<ΔEp，这属于系统误差．改进 的办法是调整器材，尽可能减小阻力． (2)本实验的另一个误差来源于长度的测量，属偶然误差．减 小误差的办法是测下落距离时都从 O 点量起，一次将各点对 应的下落高度测量完，或者多次测量取平均值． (3)打点计时器产生的误差 ①由于交流电周期的变化，引起打点时间间隔变化而产生误 差；
高中物理第二章能的转化与守恒第3节能量守恒定律第2课时能量守恒定律课件鲁科版必修2
[澄清微点]
(1)合力为零，物体的机械能一定守恒。
(×)
(2)合力做功为零，物体的机械能一定守恒。
( ×)
(3)只有重力做功，物体的机械能一定守恒。
( √)
(4)物体向上运动时，机械能也可能守恒。
( √)
4．条件：只有重力对物体做功，与运动方向和轨迹的曲、 直无关。
5．表达式： (1)12mv12＋mgh1＝ 12mv22＋mgh2 或 Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2。 (2)mgh1－mgh2＝12mv22－12mv12 即 ΔEp 减＝ ΔEk 增 。
二、能量守恒定律
1．机械能的变化：除重力以外的其他力对物体做功时，物 体的机械能就会发生变化。
探规寻律
应用机械能守恒定律解题的基本步骤 (1)根据题意，选取研究对象(物体或系统)。 (2)明确研究对象的运动过程，分析研究对象在运动过程中 的受力情况，弄清各力的做功情况，判断是否符合机械能守恒 的条件。 (3)恰当地选取参考平面，确定研究对象的运动过程的初状 态和末状态的机械能(包括动能和势能)。 (4)根据机械能守恒定律列方程求解
3. (多选)如图 2-3-13 所示，在两个质量分别为 m 和 2m
的小球 a 和 b 之间，用一根长为 L 的轻杆连接(杆
的质量不计)，两小球可绕穿过杆中心 O 的水平轴
无摩擦地转动。现让轻杆处于水平位置，然后无初 图 2-3-13
速度释放，重球 b 向下，轻球 a 向上，产生转动，在杆转至竖
[即时应用]
1．如图 2-3-15 所示，轻质弹簧下悬挂一个小球， 手掌 托小球使之缓慢上移， 弹簧恢复原长时迅速撤去手
2.3 能量守恒定律 课件10(鲁科版必修2)
(3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末 态时的机械能．
(4)选取方便的机械能守恒定律的方程形式 (Ek1＋Ep1＝Ek2 ＋Ep2、ΔEk＝－ΔEp或ΔEA＝－ΔEB)进行求解． 2．机械能守恒定律的应用往往与曲线运动综合起来，其 联系点主要在初末状态的速度与圆周运动的动力学问题 有关、与平抛运动的初速度有关．
【方法与知识感悟】对于系统机械能守恒问题，应 抓住以下几个关键：
(1)分析清楚运动过程中各物体的能量变化； (2)哪几个物体构成的系统机械能守恒； (3)各物体的速度之间的联系．
1．如图所示，细绳跨过定滑轮悬
挂两物体M和m，且M＞m，不计
摩擦力及空气阻力，系统由静止 开始运动的过程中( ) BD
若不计弹簧质量和空气阻力，在
小球由a→b→c的过程中 ( A．小球的机械能守恒 )
B．小球的机械能减小
C．小球和弹簧组成的系统机械能守恒 D．小球的动能减小
【思路点拨】 对小球可从做功的角度判断机械能是否 守恒，对系统可从能量转化的角度判断机械能是否守 恒．
【解析】 由题意知，小球和弹簧组成的系统机械能 守恒，在小球由a→b→c的过程中，开始时小球受到 的重力大于弹力，因此小球的动能增大，当弹簧的 弹力等于重力时，动能最大，然后小球继续向下运 动，直至弹簧压缩到最短，此时小球的动能为零， 弹簧的弹性势能最大．
2．如图所示，A、B球质量相 等，A球用不能伸长的轻绳系 于O点，B球用轻弹簧系于 O′点，O与O′点在同一水平面上，分别将A、B球拉到 与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于 自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到 各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则 ( ) B
A．两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等
物理：鲁科版 必修2 2.3 能量守恒定律 (教案)
第3节能量守恒定律从容说课本节课的设计，教材继续沿用了前几节的课程模式，先由生活中的实例引出研究问题，然后用实验加以证实，让学生接受这个物理事实.接着再从理论上推导、证明，从而得出结论.这节课教材是从生活中骑自行车上坡的实例入手，引出动能和重力势能在此过程中是在相互转化的.接着通过实验来证实这个转化过程中的守恒结论.最后提出了自然界中最普遍、最基本的规律之一能量转化和守恒定律.机械能守恒定律是能量守恒定律的一个特例，要使学生对定律的得出、含义、适用条件有一个明确的认识，这是能够用该定律解决力学问题的基础.各种不同形式的能相互转化和守恒的规律，贯穿在整个物理学中，是物理学的基本规律之一.能量守恒定律是学习各种不同形式的能量转化规律的起点，也是运动学和动力学知识的进一步综合和展开的重要基础.所以这一节知识是本章重要的一节.机械能守恒定律是本章教学的重点内容，本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件；能够正确分析物体系统所具有的机械能.分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能，是本节学习的难点之一.在教学中应让学生认识到，物体重力势能大小与所选取的参考平面（零势面）有关；而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的.在讨论物体系统的机械能时，应先确定参考平面.教学重点1.理解机械能守恒定律的内容；2.在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式；3.理解能量转化和守恒定律.教学难点1.从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件；2.能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒.教具准备自制投影片、CAI课件、重物、电磁打点计时器以及纸带、复写纸片、低压电源及两根导线、铁架台和铁夹、刻度尺、小夹子.课时安排1课时三维目标一、知识与技能1.知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化；2.理解机械能守恒定律的内容；3.在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式；4.理解能量守恒定律，能列举、分析生活中能量转化和守恒的例子.二、过程与方法1.初步学会从能量转化和守恒的观点解释现象、分析问题；2.通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法.三、情感态度与价值观1.通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题；2.通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观.培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度.教学过程导入新课［实验演示］动能与势能的相互转化教师活动：演示实验1：如下图，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验.把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的A点，然后放开，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互转化.我们看到，小球可以摆到跟A点等高的C点，如图甲.如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到C点，但摆到另一侧时，也能达到跟A点相同的高度，如图乙.问题：这个小实验中，小球的受力情况如何？各个力的做功情况如何？这个小实验说明了什么？学生活动：观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解.小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用.拉力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有重力对小球做功.实验表明，小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化.在摆动过程中，小球总能回到原来的高度.可见，重力势能和动能的总和，即机械能应该保持不变.教师活动：演示实验2：如图，水平方向的弹簧振子.用弹簧振子演示动能和弹性势能的相互转化.问题：这个实验中，小球的受力情况如何？各个力的做功情况如何？这个实验说明了什么？学生活动：观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解.小球在往复运动过程中，竖直方向上受重力和杆的支持力作用，水平方向上受弹力作用.重力、支持力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有弹簧的弹力对小球做功.实验表明，小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化.小球在往复运动过程中总能回到原来的位置，可见，弹性势能和动能的总和，即机械能应该保持不变.教师活动：总结、过渡：通过上述分析，我们得到动能和势能之间可以相互转化，那么在动能和势能的转化过程中，动能和势能的和是否真的保持不变？下面我们就用实验来探索这个问题.推进新课一、机械能的转化和守恒的实验探索在学生开始做实验之前，老师应强调如下几个问题：1.该实验中选取被打点纸带应注意两点：一是第一点O为计时起点，O点的速度应为零.怎样判别呢？2.是否需要测量重物的质量？3.在架设打点计时器时应注意什么？为什么？4.实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？为什么？5.测量下落高度时，某同学认为都必须从起始点算起，不能弄错.他的看法正确吗？为了减小测量 h 值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好，还是近些好？学生活动：思考老师的问题，讨论、交流，选出代表发表见解.1.因为打点计时器每隔0.02 s 打点一次，在最初的0.02 s 内物体下落距离应为0.002 m ，所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近2 mm 的纸带进行测量；二是在纸带上所选的点就是连续相邻的点，每相邻两点时间间隔t =0.02 s.2.因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值，所以不必测量物体的质量 m ，而只需验证n n gh v =221就行了.3.打点计时器要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以尽量减少重物带着纸带下落时所受到的阻力作用.4.必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落.5.这个同学的看法是正确的.为了减小测量 h 值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好.教师活动：听取学生汇报，点评，帮助学生解决困难.学生活动：学生进行分组实验.数据处理：明确本实验中要解决的问题即研究动能与重力势能的转化与守恒.在右图中，质量为m 的物体从O 点自由下落，以地面作零势能面，下落过程中任意两点A 和B 的机械能分别为：A A A mgh mv E +=221,B B B mgh mv E +=221 如果忽略空气阻力，物体下落过程中如果动能的改变量等于势能的改变量，于是有E a =E b ,即B B A A mgh mv mgh mv +=+222121 上式亦可写成B A A B mgh mgh mv mv -=-222121 该式左边表示物体由A 到B 过程中动能的增加，右边表示物体由A 到B 过程中重力势能的减少.如果实验证明等式成立,说明物体重力势能的减少等于动能的增加.为了方便，可以直接从开始下落的O 点至任意一点（上图中A 点）来进行研究，这时应有：mhg mv A =221.式中h 是物体从O 点下落至A 点的高度，v A 是物体在A 点的瞬时速度.1.如何求出A 点的瞬时速度v A ？根据做匀加速运动的物体在某一段时间t 内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出A 点的瞬时速度v A .右图是竖直纸带由下而上实际打点后的情况.从O 点开始依次取点1、2、3……图中s 1、s 2、s 3……分别为0～2点，1～3点，2～4点……各段间的距离.根据公式t s v =，t=2×0.02 s （纸带上任意两个相邻的点间所表示的时间都是0.02 s ），可求出各段的平均速度.这些平均速度就等于1、2、3……各点相对应的瞬时速度v 1、v 2、v 3……例如：量出0～2点间距离s 1，则在这段时间里的平均速度ts v 1=，这就是点1处的瞬时速度v1,以此类推可求出点2、3……处的瞬时速度v 2、v 3……2.如何确定重物下落的高度？上图中h 1、h 2、h 3……分别为纸带从O 点下落的高度.根据以上数值可以计算出任意点的重力势能和动能，从而验证动能与重力势能的转化和守恒.二、机械能守恒定律机械能守恒定律的推导：教师活动：［多媒体展示下列物理情景］在自由落体运动中机械能守恒 一个质量为m 的物体自由下落，经过高度为h 1的A 点（初位置）时速度为v 1，下落到高度为h 2的B 点（末位置）时速度为v 2.学生活动：思考并证明如右图所示，设一个质量为m 的物体自由下落，经过高度为h 1的A 点（初位置）时速度为v 1，下落到高度为h 2的B 点（末位置）时速度为v 2.在自由落体运动中，物体只受重力G =mg 的作用，重力做正功.设重力所做的功为W G ，则由动能定理可得21222121mv mv W G -=① 上式表示，重力所做的功等于动能的增量.另一方面，由重力做功与重力势能的关系知道，W G ＝mgh 1-mgh 2②上式表示，重力所做的功等于重力势能的减少.由①式和②式可得2121222121mgh mgh mv mv -=-.③ 小结：在自由落体运动中，重力做了多少功，就有多少重力势能转化为等量的动能，移项后可得1212222121mgh mv mgh mv +=+ 或者E k1+E p1=E k2+E p2④上式表示，在自由落体运动中，动能和重力势能之和即总的机械能保持不变.【教师精讲】上述结论不仅对自由落体运动是正确的，可以证明，在只有重力做功的情形下，不论物体做直线运动还是曲线运动，上述结论都是正确的.所谓只有重力做功，是指：物体只受重力，不受其他的力，如自由落体运动和其他方向运动；或者除重力外还受其他的力，但其他力不做功，如物体沿光滑斜面的运动.在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变.这个结论叫做机械能守恒定律，它是力学中的一条重要定律，是更普遍的能量守恒定律的一种特殊情况.不仅重力势能和动能可以相互转化，弹性势能和动能也可以相互转化.放开被压缩的弹簧，可以把跟它接触的小球弹出去，这时弹簧的弹力做功，弹簧的弹性势能转化为小球的动能.在弹性势能和动能的相互转化中，如果只有弹力做功，动能和弹性势能之和保持不变，即机械能守恒.【方法引导】解决某些力学问题，从能量的观点来分析，应用机械能守恒定律求解，往往比较方便.应用机械能守恒定律解决力学问题，要分析物体的受力情况.在动能和重力势能的相互转化中，如果只有重力做功，就可以应用机械能守恒定律求解.【例题剖析】（一）机械能守恒条件的判断［例1］下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是（）A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B.做匀变速直线运动的物体的机械能可能守恒C.合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D.只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒解析：A.做匀速直线运动的物体，除了重力做功外，可能还有其他力做功，如降落伞在空中匀速下降时，除了重力做功外，空气阻力也对降落伞做功，所以机械能不守恒，不选.B.做匀变速直线运动的物体可能只受重力且只有重力做功，如自由落体运动，物体机械能守恒，应选.C.如降落伞在空中匀速下降时合外力为零，合外力对物体做功为零，除重力做功外，空气阻力也做功，所以机械能不守恒，不选.D.符合机械能守恒的条件，应选.可见，对物体进行受力分析，确定各力做功情况是判定机械能是否守恒的一般程序.［例2］如图所示，斜面体置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是（）A.物体的重力势能减少，动能增大B.物体的重力势能完全转化为物体的动能C.物体的机械能减少D.物体和斜面体组成的系统机械能守恒解析：由于斜面体放在光滑斜面上，当物体沿斜面下滑时，物体实际位移方向和物体所受支持力的方向不垂直，所以支持力对物体做了功（负功），物体的机械能不守恒，物体的机械能减少了，物体对斜面体的压力对斜面体做了功（正功），斜面体的机械能增加了，斜面体的机械能也不守恒.对物体和斜面体组成的系统，斜面体和物体之间的弹力是内力，对系统做功的代数和为零，即不消耗机械能.在物体和斜面体的运动过程中只有重力做功，所以系统的机械能守恒.物体在下滑过程中重力势能减少，一部分转化为物体的动能，另一部分则转化为斜面体的动能.所以本题选ACD.（二）机械能守恒定律的应用［例3］ 一个物体从光滑斜面顶端由静止开始滑下（如图），斜面高1 m ，长2 m.不计空气阻力，物体滑到斜面底端的速度是多大？物体沿光滑斜面下滑时机械能守恒分析：斜面是光滑的，不计摩擦，又不计空气阻力，物体所受的力有重力和斜面的支持力，支持力与物体的运动方向垂直，不做功.物体在下滑过程中只有重力做功，所以可用机械能守恒定律求解.解析：题中没有给出物体的质量，可设物体的质量为m .物体在开始下滑到达斜面底端时的速度为v ,则有E p2=0,2221mv E k =,末状态的机械能2p2k 221mv E E =+.此时，E p1=mgh ，E k1=0，初状态的机械能E k1＋E p1=mgh .根据机械能守恒定律有E k2+E p2=E k1+E p1 mgh mv =221， 所以 4.4m/s m/s 18.922=⨯⨯==gh v .【方法引导】这个问题也可以应用牛顿第二定律和运动学公式求解，但是应用机械能守恒定律求解，在思路和步骤上比较简单.在这个例题中，如果把斜面换成光滑的曲面（如图），同样可以应用机械能守恒定律求解，要直接用牛顿第二定律求解，由于物体在斜面上所受的力是变力，处理起来就困难得多.物体沿光滑曲面下滑时机械能守恒［例4］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.小球运动到最低位置时的速度是多大？分析：小球受两个力：重力和悬线的拉力.悬线的拉力始终垂直于小球的运动方向，不做功.小球在摆动过程中，只有重力做功，所以可用机械能守恒定律求解.解析：选择小球在最低位置时所在的水平面为参考平面.小球在最高点时为初状态，初状态的动能E k1＝0，重力势能E p1=mg （L -L cos θ），机械能E k1＋E p1=mg （L -L cos θ）.小球在最低点时为末状态，末状态的动能2221mv E k =,重力势能E p2=0,末状态的机械能为2p2k 221mv E E =+. 根据机械能守恒定律有E k2+E p2=E k1+E p1 )cos (212θ-=L mgL mv 所以)cos 1(2θ-=gL v .【教师精讲】由这两个例题可以看出，应用机械能守恒定律解题，可以只考虑运动的初状态和末状态，不必考虑两个状态之间的过程的细节.这可以避免直接用牛顿第二定律解题的困难，简化解题的步骤.守恒定律不仅给处理问题带来方便，而且有更深刻的意义.自然界千变万化，但有些物理量在一定条件下是守恒的，可以用这些“守恒量”表示自然界的变化规律，这就是守恒定律.寻求“守恒量”已经成为物理学研究中的重要方面.我们学习物理，要学会运用守恒定律处理问题.三、能量转化和守恒定律教师活动：提出问题：我们已学习了多种形式的能，请同学们说出你所知道的能量形式.我们还知道不同能量之间是可以相互转化的，请你举几个能量转化的例子.学生活动：思考并回答问题，列举实例.教师活动：演示实验1：在一个玻璃容器内放入沙子，拿一个小铁球分别从某一高度释放，使其落到沙子中.思考：小球运动过程中机械能是否守恒？请说出小球运动过程中能量的转化情况. 演示实验2：在盛有水的玻璃容器中放一小木块，让小木块在水中上下浮动，过一段时间，小木块停止运动.思考：小木块运动过程中机械能是否守恒？请说出小木块运动过程中能量的转化情况. 学生活动：观察实验并积极思考讨论后，选出代表发表见解.教师活动：听取学生汇报，总结点评，回答学生可能提出的问题.通过学生举例和演示实验，说明各种形式的能量可以相互转化，增强学生的感性认识，并激发学生的学习兴趣，唤起学生强烈的求知欲.以上实验表明，各种形式的能量可以相互转化，一种能量减少，必有其他能量增加，一个物体的能量减少，必定其他物体的能量增加，能量的总和并没有变化.这就是大自然的一条普遍规律，而机械能守恒定律只是这一条规律的一种特殊情况.学生活动：列举生活中不同能量之间相互转化的例子.教师活动：引导学生阅读教材，说出能量守恒定律的内容，并引导学生说明能量守恒定律的建立有何重大意义.历史上曾有人设想制造一种不需要消耗任何能源就可以不断做功的机器，即永动机，这样的机器能不能制成？为什么？学生活动：认真阅读教材，思考并回答问题.课堂小结本节课我们学习了机械能守恒定律，重点是机械能守恒定律的内容和表达式，难点是判断物体的机械能是否守恒，所以应透彻理解机械能守恒定律成立的条件，从而正确应用机械能守恒定律解题.布置作业课本P37作业4、5、6.板书设计活动与探究有人设计了这样一台“永动机”：距地面一定高度架设一个水槽，水从槽底的管中流出，冲击一个水轮机，水轮机的轴上安装一个抽水机和一个砂轮.他指望抽水机把地面水槽里的水抽上去，这样循环不已.机器不停地转动，就可以永久地用砂轮磨制工件做功了（右图）.请你分析一下，高处水槽中水的势能共转变成哪几种形式的能，说明这个机器是否能够永远运动下去.希望对大家有所帮助，多谢您的浏览！。
2.3 能量守恒定律—鲁科版高中物理必修二课件(共22张PPT)
理论探究：
质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1
的A点时速度为v1，下落至高度h2的B点处速度为
v2，不计空气阻力，试分析物体下落过程中能量
的转化情况？
m
A
v1
h1
B
v2
h2
• ①A→B动能定理：
WG
1 2
mv22
1 2
mv12
Ek 2
Ek1
• ②由重力做功与重力势能关系
WG mgh1mgh2 Ep1 Ep2
压缩弹簧的过程，对弹簧、物体和地球这一系 统
2、如图所示，桌面离地高为h，质量为m的小球 从离桌面高H处自由下落，不计空气阻力，假设
桌面为零势能的参考平面（，则B 小）球落地前瞬间 的机械能为
A．mgh
B．mgH
C．mg(h+H) D． mg(H-h)
A
• ③ 由以上两式：
V1
1 2
mv2
2
1 2
mv12
mgh1 mgh2
B
• 即：
1 2
mv22
mgh2
1 2
mv12
mgh1
V2
h1
h2
Ek 2 E p2 Ek1 E p1
二、机械能守恒定律
1、内容：在只有重力做功的情况下，物体的动 能与重力势能可以发生相互转化，但机械能的 总量保持不变。组.卷.网
• 由运动学公式得：
mgh 1 mv2 2
h
v0t
1 2
gt 2
4、应用机械能守恒定律解题的一般步骤：
（1）确定研究对象和研究过程； （2）对研究对象进行受力分析，明确各个力 的做功情况，判断是否符合机械能守恒的条 件； （3）若符合，恰当的选取零势能面，确定物 体初、末状态的机械能；
高中物理必修二课件-2.3 能量守恒定律2-鲁科版
例2 如图物块和斜面都是光滑的，物块从静 止沿斜面下滑过程中，物块机械能是否守恒？ 系统机械能是否守恒？
总结：对机械能守恒条件的认识
①从做功的角度分析：在只有重力做功的情形下
②从能的转化角度分析：重力（弹性）势能和动 能之间发生相互转化，没有与其它形式的能发生转 化，则机械能总和不变。
一般地对单个物体（省略地球）从做功的 角度判断机械能是否守恒；对由多个物体构 成的系统，从能的转化角度判断机械能是否 守恒。
3．注意事项： (1)通常对于整体(系统)来说机械能守恒，而对于 单一物体来说机械能不守恒； (2)应确定两物体的速度是否相等； (3)要弄清物体上升或下降的真实高度
学生练习： 如图所示，半径为R的光滑半圆上有两 个小球A、B，质量分别为m和M，由细线挂着，今 由静止开始无初速度自由释放，求小球A升至最高 点C时A、B两球的速度？
2．对机械能守恒定律的理解：
（3）“只有重力做功”不等于“只受重力作用” 。在该过程中，物体可以受其它力的作用，只要这 些力不做功，或所做功的代数和为零，就可以认为 是“只有重力做功”。
考向一：机械能是否守恒的判断
例1. 下列几个物理过程中，机械能一定守恒的是(不计空
气阻力) (A F )
A.物体沿光滑曲面自由下滑的过程 B.气球匀速上升的过程 C.铁球在水中下沉的过程 D.在拉力作用下,物体沿斜面匀速上滑的过程 E.物体沿斜面加速下滑的过程 F.将物体竖直向上抛出,物体减速上升的过程
例4.长为L质量分布均匀的绳子，对称地悬挂在轻小光滑的定
滑轮上，如图所示.轻轻地推动一下，让绳子滑下，那么当绳
子离开滑轮的瞬间，绳子的速度为
.
解：由机械能守恒定律，取小滑
轮处为零势能面.
能量守恒定律(高中物理教学课件)完整版
例1.一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑
水平面上的木块，未从木块中穿出．对于这一过 程，下列说法中正确的是（ BD ） A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能 B．子弹减少的动量等于木块增加的动量 C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木 块增加的内能之和
另一种表述：如果一个系统处于孤立环境，即不 可能有能量或质量传入或传出系统。能量守恒定 律表述为：“孤立系统的总能量保持不变。”
恩格斯把能量守恒定律与细胞学说、生物进化论一起列 为19世纪的三大发现。它是自然科学长期发展和进步的 结果，是普遍、和谐、可靠的自然规律之一。
二. 能量守恒定律
2.意义：
C．第一类永动机不可能制成是因为它违背了能 量守恒定律
D．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功 3.0×105 J，同时空气的内能增加2.2×105 J，则 空气从外界吸热5.2×105 J
例4. 高空形成的冰雹加速下落，并有部分熔化，以下说
法中不正确的是（ A ）
A．只有重力做功，冰雹下落时机械能守恒
阅读书本，了解俄国化学家盖斯、英国物理学家焦耳、德国医 生迈尔、德国科学家亥姆霍兹等人对建立能量转化与守恒定律方 面作出的贡献。
半个多世纪人类对能量以及能量守恒研究的历史，预示着人们 把各分立的领域连成一体的时刻已经到来，也就是到了建立能量 转化与守恒定律的时候了。
二. 能量守恒定律 1.能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会 凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式， 或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移 的过程中，能量的总量保持不变。
二. 能量守恒定律
2013-2014学年高中物理同步课件：2.3 能量守恒定律 教学课件（鲁科版必修2）
对机械能守恒条件的理解
【典例1】 下列关于机械能守恒的说法正确的是 ( )． A．做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒 B．做匀加速直线运动的物体的机械能不可能守恒 C．运动物体只要不受摩擦力作用，其机械能就一定守恒 D．物体只发生动能和势能的相互转化时，其机械能一定 守恒
解析
逐项分析
做匀速直线运动只是动能不变，不能确定其 势能是否变化，如匀速上升，动能不变，势 能增加，机械能增加 物体做自由落体运动，是匀加速直线运动， 机械能守恒 把物体从地面吊起，不受摩擦力，但机械能 不守恒
(1)选取研究对象——物体或系统． (2)根据研究对象所经历的物理过程，进行受力分析和做功情 况分析，判断机械能是否守恒． (3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末状态 时的机械能． (4)根据机械能守恒定律列方程，进行求解． 温馨提示 系统的机械能守恒是指在整个过程中，系统的机 械能始终不变(不仅仅是初状态和末状态的机械能相等)，但 在应用机械能守恒定律解决问题时，只需考虑所选定的两个 状态(不一定是运动过程的初、末状态)即可，不必考虑两个 状态之间过程的细节．
实验结论 在误差允许的范围内，物体的动能增加量和重力势能的 减少量是相等的，在只有重力做功的情况下机械能守恒 定律得以验证． 误差分析 (1)测量长度会带来偶然误差．减小偶然误差的办法：① 测距离都应从O点测起；②多次测量取平均值；③选取的 计数点应尽可能离O点远些，以减小相对误差． (2)重物在拖着纸带下落的过程中必然受到阻力作用，主 要是打点计时器与纸带间的摩擦力以及空气的阻力．克 服这些阻力做功要消耗能量，所以重物动能的增加量ΔEk
b．重力做功与小球重力势能变化的关系为
WG＝__m_g_h_1_－__m__g_h_2__．
物理必修ⅱ鲁科版 能的转化和守恒 课件PPT优秀资料
6m，悬点到地面的竖直高度为H=6.
摆（球v1由为Ｂ初运速动度到，落ｖ地２点Ｃ为，初机速械度能）守恒3有、：重力做功的特点：
ＷＧ＝ｍｇｈ
A.在B位置小球动能最大 B.在C位置小球动能最大 C.从A→C位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加 D.从A→D位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加
A
B C D
例4.如下图所示，让质量为５ｋｇ的摆球由ＯA与竖直方向夹角为６
置静止下摆，正好摆到最低点B位置时线被拉断，设摆线长
Ｌ=1.6m，悬点到地面的竖直高度为H=6.6m，不计空气阻力，
为初速度）
.（合外力做功可采用两种方法：一是先求合外力，
再根据公式W=F合·S·cosα计 算； 二是先分别求各外力的功，再求各外力的功的代数和。）
（合外力做功可采用两种方法：一是先求合外力，
摆球由Ｂ运动到落地点Ｃ，机械能守２恒有重：力做功与重力势能的关系
弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置
：v 摆球由Ｂ运动到落地点Ｃ，机械能守恒有： 1 2mB 2vm(H gL)1 2mD 2v
所 D v 以 B 2 2 g ( H L ) 4 2 2 1 ( 6 . 6 0 1 . 6 ) 1 . 8 ( m / 0 s )
（２）由Ｂ到落地物体做平抛运动，
所以有
：s H L 1 gt 2 2 sCD v Bt
求：
(1)摆球落地时的速度
(２)落地点D到C点的距离(g=10m/s２)
６００
(３解)（求１绳）最依大题的意承：受摆的球拉由力Ａ运动到Ｂ机械能守恒
高中物理必修二课件-2.3 能量守恒定律1-鲁科版
（B）一个物体做匀速运动，它的机械能一定守恒 （C）一个物体所受的合外力不为零，它的机械能
可能守恒 （D） 一个物体所受合外力的功为零，它一定保持
静止或匀速直线运动
例4、如下图所示，小球从高处下落到竖直放置的 轻弹簧 上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，
题 角为θ 。求小球运动到最低位置时的速度为多
分 大？
析
θ l
解：以最低点为零势能面
例 初状态： Ek1 0 Ep1 mgl(1 cos )
lθ
题 分
末状态：Ek 2
1 2
mv
2
Ep2 0
T
A
C
析 由机械能守恒，得：
GO
Ek 2 Ep2 Ek1 Ep1
即：
1 mv2 mgl(1 cos )
A
探究规律一：
例：小球沿光滑曲面下滑
1、A、B两点的机械能
A点 B点
EA
E kA
EPA
1 2
m v12
mgh1
EB
EkB
EPB
1 2
m v22
mgh2
B
h2
2、A、B的机械能关系
结论 Ek 2 Ep2 Ek1 Ep1
A
h1
零势面
探究规律二：
如果动能和弹性势 能相互转化，他们 的机械能不变吗？
例2. 下列几个物理过程中,机械能一定守恒的是(不
计空气阻力) ( A F )
A.物体沿光滑曲面自由下滑的过程 B.气球匀速上升的过程 C.铁球在水中下下沉的过程 D.在拉力作用下,物体沿斜面匀速上滑的过程 E.物体沿斜面加速下滑的过程 F.将物体竖直向上抛出,物体减速上升的过程
例3、 以下说法正确的是（ C）
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1、h: 刻度尺测量 2、v: 刻度尺测BC长度
vA
2018/7/17
A
B
S BC 2T
h
O
进行实验及数据收集
1、固定打点计时器时，应使两个限位孔中心 轴线竖直。 2、纸带应处于墨粉纸盘之下。 3、先通电后释放重物，实验完毕立即关闭电源。
结论：
误差允许范围内，动能变化=势能变化。
2018/7/17
2018/7/17
理论探究：
• ①A→B动能定理： G
重力势能关系
1 1 2 2 2 2 WG mv mv Ekk Ekk G 2 1 2 1 2 1 G 2 1 k2 2 k1 1 1 21 2 2 2 W mv mv E E
2
2
2
1பைடு நூலகம்
k2
k1
WG mgh mgh Ep Ep • ②由重力做功与 G 1 2 p 1 2 1 2 1 W mgh mgh E Ep2
G 1 2 p1
A
V1
p2
• ③
1 1 1 1 2 2 2 2 mv 2 mv mgh 1 mgh 2 B 2 1 1 2 1 2 1 1 2 由以上两式： 2 2 V2
1 1 1 1 2 2 2 2 mv 2 mgh mv mgh1 2 2 1 1 2 1 2 2
h1
h2
• 即：
2、在距地面高度为15m的地方，以30m/s得初
速度竖直上抛一个物体（不计空气阻力）问： （1）在离地面多少米处，其重力势能等于 动能 （2）经过多长时间，其重力势能为动能的2 • 解：（ 倍 1）由机械 能守恒得：（以地面为零势能参考面，取 1 mg h mv • g=10m/s2 （2）同理，由机 ） 2 械能守恒得：
Ek 2 E p 2 Ek1 E p1
2018/7/17
一、机械能守恒定律
1、内容：在只有重力做功的情况下，物 体的动能与重力势能可以相互转化， 但机械能的总量保持不变。
2、表达式：
1 1 2 2 mv 2 mgh 2 mv 1 mgh1 2 2
Ek 2 E p 2 Ek1 E p1
2018/7/17
二、能量守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会 凭空消失，它只能从一种形式转化 为另一种形式，或者从一个物体转 移到另一个物体，在转化或转移的 过程中其总量不变。
2018/7/17
课堂练习
1、质量为m的滑块沿着高为h，常为l的粗糙斜面 恰能匀速下滑，在滑块从斜面顶端下到底端的过 N 程中： f ( AB ) A、重力对滑块所做的功等于mgh L h B、滑块克服阻力所做的功等于mgh θ C、滑块的机械能守恒 mg D、合力对滑块所做的功不确定
• 3、条件： • WG外=0
2018/7/17
理论探究：
• ① A→B动能定
理
1 1 2 2 WG WG外 mv 2 mv1 Ek 2 Ek1 2 2
A
V1
• ②由重力做功与
• 重力势能关系
V2
B h2
h1
WG mgh 1 mgh 2 E p1 E p 2
△
2018/7/17
mgh 1 2 mv 2
2
• 由运动学公式得：
2018/7/17
1 2 h v0 t gt 2
2018/7/17
小结：
一、机械能守恒定律 1、内容 2、条件 3、表达式 4、解题步骤 二、能量守恒
2018/7/17
谢
谢
2018/7/17
2.3能量能守恒定律
2018/7/17
上升过程
动能 减小
下落过程
动能 势能 增加 减少
势能
增加
猜想：
动能变化与势能变化 之间有什么关系呢？
实验设计
E P mgh
E
2018/7/17
1 1 2 2 mv 2 mv 1 k 2 2
E p mgh
1 2 Ek mv A 2
例题1
下列运动能满足机械能守恒的是： ( A ) A、石头从手中抛出后的运动（不计空气阻力） B、子弹穿木块 C、吊车将货物匀速吊起 D、降落伞在空中匀速下降
2018/7/17
例题2
O
L T A
C
B
v
mg
1 mgl (1 cos ) 0 mv 2 0 2
解题步骤： 1、判 2、选 3、明 4、列 5、解