§7-8机械能守恒定律优质课
优质课-验证机械能守恒定律
实验器材:
打点计时器
纸
重
锤 带
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
4~ 6
低压交 流电源
铁
夹
架
子
台
动 画 演 示
实验步骤:
1.按课本所示装置竖直安装好打点计时 器并用导线将打点计时器接在的4~6V 交流电源上。
2.将纸带穿过打点计时器,纸带下端用 夹子与重物相连,手提纸带使重物静 止在靠近打点计时器的地方。
3.选用密度较大的物体作重锤,以相对减小空气阻力 的影响,实验无需测出重锤的质量m,可保留在实验 式中。
4.测量下落高度时都必须从起点算起,不能搞错。为 了减小h值的相对误差,选取的各个记数点要离起始 点远些,纸带也不易过长,约40mm即可。
5.实验中应挑选第1、2两点间距接近2mm的纸带;而不 是使用vt=gt计算某点的速度,应据中间时刻的瞬时 速度与全程平均速度的关系求解。
实验讨论:
由于空气阻力及其他阻力 的存在,据动能定理得:
Wf 又EP
mgh EK mgh
EP
EK
实验结论:
在实验误差允许的范围内,重锤重力势能的 减 少量等于其动能的增加量,其机械能守恒。产生误 差的主要原因是重锤下落时受到阻力的作用。
实战练习:
0124 。
hn1 hn1 2T
h4
计算各点对应的瞬时速度v1、v2、v3
7. 计算各点对应的势能减少量∆Ep和动能增加量∆Ek进行
比较。
注意事项
1.安装打点计时器时,两纸带限位孔必须在同一竖直直 线上,以减小纸带与限位孔的摩擦阻力。
2.实验时,必须先接通电源,让打点计时器工作正常 后才能松开纸带让重锤下落。
高中物理 必修二 7-8机械能守恒定律
究
课 时 作 业
的机械能明显不守恒的情况,对于另一些情况(如系统的动能增
加而势能减少)则无法做出定性的判断.
第七章 8 第25页
RJ版 ·物理 ·必修2
主
干 知
[例1] 如图所示,一轻质弹簧固定于O点,另一端系一小
识
梳 理
球,将小球从与O点在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速
学 科 素 养 提 升
[课标定位] 1.知道机械能的概念,理解物体的动能和势能
主
干 知
是可以相互转化的.2.能根据动能定理及重力做功与重力势能变
识
梳 理
化间的关系,推导出机械能守恒定律.3.理解机械能守恒定律的
学 科 素 养 提 升
内容和守恒条件,能够应用机械能守恒定律解决简单的问题.
课
堂 互 动 探 究
课 时 作 业
第七章 8 第3页
学 科 素 养 提 升
值,所以物体的机械能可能为负值.
课 堂
(3)合力为零时,不一定只有重力做功,如物体沿竖直方向
互
动 探
匀速运动.
究
课 时 作 业
第七章 8 第12页
RJ版 ·物理 ·必修2
(4)合力做功为零,不一定只有重力做功,如物体在竖直面
主
干 知
内做匀速圆周运动.
识
梳 理
(5)只有重力做功时,物体的动能、重力势能相互转化,机
课 堂
能.对小球、弹簧和地球组成的系统而言,机械能守恒;但对
互
动 探
小球与地球组成的系统而言,机械能减少.
究
课 时 作 业
[答案] AD
第七章 8 第29页
RJ版 ·物理 ·必修2
《机械能守恒定律》PPT优秀课件
第八章 机械能守恒定律
学习目标
1.了解人们追寻守恒量和建立“能量〞概念的漫长过程. 2.知道什么是机械能,知道物体的动能和势能可以相互转化. 3.能够推导出机械能守恒定律. 4.会判断一个过程机械能是否守恒,能运用机械能守恒定律解决有关问题.
内容索引
NEIRONGSUOYIN
梳理教材 夯实根底 探究重点 提升素养 随堂演练 逐点落实
√D.丁图中,斜面光滑,物体在斜面上下滑的过程中,物体机械能守恒
解析 弄清楚机械能守恒的条件是分析此问题的关键.表解如下:
选项 结论
分析
A √ 只有重力和弹力对系统做功,系统机械能守恒 物体沿斜面下滑过程中,除重力做功外,其他力
B√ 做功的代数和始终为零,所以物体机械能守恒 物体沿斜面匀速下滑的过程中动能不变,重力势
(1)求小球在 B、A 两点的动能之比; 答案 5∶1
1234
图10
√C.由B至D的过程中,动能先增大后减小
D.由A至D的过程中重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
图5
解析 小球从B至C过程,重力大于弹力,合力向下,小球加速运动,小球从C至D 过程,重力小于弹力,合力向上,小球减速运动,所以动能先增大后减小,在C点 动能最大,故A、C正确; 由A至B下落过程中小球只受重力,其机械能守恒,从B→D过程,小球和弹簧组成 的系统机械能守恒,但小球的机械能不守恒,故B错误; 在D位置小球速度减小到零,小球的动能为零,那么从A→D的过程中,根据机械能 守恒知,小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量,故D正确.
选项结论分析物体沿斜面下滑过程中除重力做功外其他力做功的代数和始终为零所以物体机械能守恒物体沿斜面匀速下滑的过程中动能不变重力势能减小所以物体机械能不守恒物体沿斜面下滑过程中只有重力对其做功所以物体机械能守恒针对训练12018厦门市高一下学期期末以下物体运动过程满足机械能守恒的是a
高一物理《机械能守恒定律》说课稿
高一物理《机械能守恒定律》说课稿高一物理《机械能守恒定律》说课稿作为一名教学工作者,总不可避免地需要编写说课稿,说课稿有助于教学取得成功、提高教学质量。
怎么样才能写出优秀的说课稿呢?下面是小编为大家整理的高一物理《机械能守恒定律》说课稿,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
高一物理《机械能守恒定律》说课稿1一、说教材(过渡句:教材是进行教学的评判凭据,是学生获取知识的重要来源。
首先,我对本节教材进行一定的分析。
)《机械能守恒定律》选自高中物理人教版必修2第七章第8节,本节课的主要内容是机械能的定义及机械能守恒定律。
学生已经知道了重力、弹力及合外力做功对能量的影响,但是如果这三种能量都参与转化,会出现怎样的情况,这是学生亟待解决的问题,本节课中机械能守恒定律的建立已经到了“水到渠成”的时候;其次,本节课的学习也为下节学习能量守恒定律夯实基础。
因此,本节课就本章内容而言,有着举足轻重的地位。
二、说学情(过渡句:学生是学习的主人,学生已有的知识结构和认知水平,是教师授课的依据与出发点。
)我所面对的是高一学生,他们在初中已经学习过有关机械能的基本概念,对机械能并不陌生,接受起来相对轻松。
通过前几节内容的学习,学生对机械能这一概念较初中也有了更深的认识,在此基础上学习机械能守恒定律会更容易些。
三、说教学目标(过渡句:新课标指出,教学目标应包括知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观这三个方面,而这三维目标又应是紧密联系的一个有机整体,这告诉我们,在教学中应以知识与技能为主线,渗透情感态度价值观,并把前面两者充分体现在过程与方法中。
因此,我将三维目标进行整合,确定本节课的教学目标为)【知识与技能目标】知道机械能的概念,能够分析动能和势能之间的相互转化问题;理解机械能守恒定律的内容和适用条件,会判断机械能是否守恒。
【过程与方法目标】学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法,初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。
物理必修Ⅱ人教新课标7-8机械能守恒定律课件
用绳拉着一个 物体沿着光滑 的斜面匀速上
说一说:课本中的思考与讨论:
问题:一小球在真空中下落,有一质量相同的小球 在粘滞性较大的液体中匀速下落,它们都因高度为 h1的地方下落到h2的地方,在两种情况下,重力所 做的功相等吗?重力势能各转化为什么形式的能? 机械能守恒吗? 答案:重力所做的功相等,第一种情况重力势能转 化为动能,机械能守恒。第一种情况重力势能转化 为动能和内能,机械能不守恒。
需考虑运动的始末状态,不必考虑两个 状态之间过程的细节。如果直接用牛顿 运动定律解决问题,往往要分析过程中 各个力的作用,而这些力往往又是变化 的,因此一些难以用牛顿运动定律解决 的问题,应用机械能守恒定律则易于解 决。
21
• 课后探究:请认真阅读教材,研 究用动能定理解题和用机械能守 恒定解题的异同。
17
应 用 机 械 能 守 恒 定 律 的 解 题 步 骤
(1)确定研究的系统 (2)对研究对象进行正确的受力分析和 运动过程分析 (3)判定各个力是否做功,并分析是否 符合机械能守恒的条件 (4)若满足,则选取零势能参考平面, 并确定研究对象在始、末状态时的机械 能。 (5)根据机械能守恒定律列出方程,或 再辅之以其他方程,进行求解。
结论:在只有重力做功的条件下,物体的动能 和势3:若只有弹力做功,又能得到什么结论呢?
v
弹簧
理论证明:在只有弹力做功的物体系统内,弹 性势能和动能间可以相互转化,而物体和弹簧 系统机械能总量保持不变。
若重力和弹簧弹力都做功且没有其它的力做功, 弹簧小球 物体和弹簧系统总的机械能保持不变吗?
最高点Ep1 mgl(1 cos ), Ek1 0
由EK 1 EP1 EK 2 EP 2,有 1 2 mgl (1 cos ) mv 2
《机械能守恒定律》优质课ppt课件
FN A’
G
探究过程展示:
O
A
A’点到O点过程:只有弹力做功 由动能定理得:
由弹力做功和弹性势能变化的关系有:
F
得到:
整理得:
即:
结论2:
在只有弹力做功的物体系统中, 动能和弹性势能可以相互转化, 而总的机械能保持不变.
结论1:
在只有重力做功的物体系统中, 动能和重力势能可以相互转化, 而总的机械能保持不变.
在下列说法正确的是 ( 不计空气阻力
)(
ACD)(多选)
A、小球自由落体过程中,小球机械能守恒 B、小球压缩弹簧过程中,小球机械能守恒 C、小球压缩弹簧过程中,小球和弹簧组成 系统机械能守恒 D、整个过程中,小球和弹簧组成系统机械 能守恒
三、机械能守恒定律
1 . 机械能守恒定律的内容:
在只有重力或弹力做功的物体系统 内,动能和势能可以互相转化,而 总的机械能保持不变.
解惑释疑
演示实验:碰鼻子实验
为什么小球好象 记着自已的位置 不会碰到鼻尖?
小球摆动过程机 械能守恒,摆回 原来位置时,正 好静止,好象记 着自已的位置不 会碰到鼻尖.
五、应用机械能守恒定律解题步骤
即时训练4:
4、从离地面高20米处以10m/s的初速度水平抛出一 个质量为1Kg的铁球,铁球下落过程中在离地5m 高处时的速度是多大?(不考虑空气阻力)
得到:
整理得:
即:
结论1:
在只有重力做功的物体系统中, 动能和重力势能可以相互转化, 而总的机械能保持不变.
三、机械能守恒定律
探究2、探究动能和弹性势能转化规律
如图所示,轻弹簧放在光滑水平面上,O为原长位置,将弹簧向左压缩到A’点 后释放物体,物体在关于O点对称的A’和A之间往复运动,根据以上情景探究动 能和弹性势能转化规律
《机械能及其守恒定律(探究弹性势能的表达式)》人教版必修高一物理精选PPT课件
巩固练习 4、已知物体质量为m,用一劲度系数为k的弹簧将 其缓慢的拉离地面h高处,则拉力做的功为多少?
x
W拉 Ep E弹
h
练习 多项
关于弹性势能,下列说法中正确的是:
A、任何发生弹性形变的物体都具有弹
性势能
B、任何具有弹性势能的物体,都一定
是发生了弹性形变
C、物体只要发生形变就一定有弹性势
能
二、探究弹性势能的表达式
2、弹簧的弹性势能与弹力所做的功有什么关系?(类 比、进一步建构功能关系思想)
弹力做功引起弹性势能发生变化
a 、弹力做负功 b 、弹力做正功
弹性势能增加 弹性势能减小
功是能量转换的量度
二、探究弹性势能的表达式
功是能量转化的量度,拉力对弹簧做 功会引起弹簧的弹性势能的变化。
W弹 =-Ep
1 2
kx12
1 2
kx22
例1
一竖直弹簧下端固定于水平地面上,小球
从弹簧的正上方高为h的地方自由下落
到弹簧上端,如图所示,经几次反弹以
后小球最终在弹簧上静止于某一点A处。
分析弹簧的弹性势能与小球动能的变化 情况
例2
如图所示,表示撑杆跳运动的几个阶段:助跑、撑杆起跳、 越横杆。试定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况。
t
v
v
t
oo
t
微元法
弹力做功的计算方法
F
F
o
lo
l
F
F
klolo来自l l1在F
l
图象中: W
S面积
k 2
l
l
4、弹簧的弹性势能的表达式
说明:
E弹
1 2
kx2
第八章 机械能守恒定律 单元教学设计及案例分析 课件-高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
①
功的起源(历史起源、能量的转化与做功紧密相连)
②
如何计算功?F、l同方向时,W=Fl;F、l相互垂直时,W=0;
③
当F、l有一定夹角时,利用分解,可以得出功的表达W=Flcosθ。其中l是作用点的位
移。
④
θ不同,功的正负不同,功有正负之分。
⑤
通过计算并发现各个力的功和合力的功的关系,得出功是标量。
高中物理必修二第8章
《机械能守恒定律》单元教学设计
及案例分析
《物理学科课程标准》对此部分的要求
2.1.1 理解功和功率。了解生产生活中常见机械的功率大小及其意义。
例1 分析物体移动的方向与所受力的方句不在一条直线上时,该力所做的功。
例2 分析汽车发动机的功率一定时,牵引力与速度的关系。
2.1.2 理解动能和动能定理。能用动能定理解释生产生活中的现象。
证,建立机械能守恒,形成能量守恒观念。
2. 体会演绎推理、微元法等学科方法。
包括以匀变速直线运动为基础,通过牛顿第二定律推导动能定理,再通
过微元法推广到一般运动过程;通过分析物体沿直线运动中重力做功,再到
用微元法分析物体沿曲线运动重力做功,得出重力做功与路径无关;通过动
能定理、重力做功与重力势能的关系推理得出机械能守恒定律,通过实验验
想处理分析实际问题存在非常大的挑战。
2. 科学思维:
学生能比较熟练的运动和相互作用的观念分析解决问题,对运用极限思想、
微元方法等研究方法有基础。
本章以功的计算为基础,通过推导定义重力势能、动能,理解功是能量
转化的量度,以此为基础,通过研究动能和势能的相互转化,推理得出机械
能守恒定律,对学生的抽象思维、理解能力、推理演绎等要求比较高。
新人教版必修二第八节机械能守恒定律课件(27张)
[点评] 应用机械能守恒定律时,相互作用的物体间的力可以是变力,也可以是恒力, 只要符合守恒条件,机械能就守恒.学习互动源自考点三 曲线运动中的机械能守恒问题
[想一想] 你体验过公园里的过山车吗?过山车,呼啸着、奔驰着,紧张、惊险、刺 激.同学们可以开动脑筋,过山车是靠什么转动而不需要持续的动力? [要点总结] 在平抛运动、斜抛运动、光滑曲线轨道运动(如线—球模型问题、杆—球模型问题)等 运动中由于都是只有重力做功,所以研究对象机械能守恒.
能过 M 的上端点,水平飞出后落到 N 上的某一点.取 g=10 m/s2.
(1)发射该钢珠前弹簧的弹性势能 Ep 为多大?
(2)钢珠落到圆弧 N 上时的速度大小 vN 是多少?
图7-8-5
学习互动
[答案] (1)0.15 J (2)4 m/s [解析] (1)设钢珠在 M 轨道最高点的速度为 v,
新课导入
【导入一】1.提出课题——机械能守恒定律.(板书)
2.力做功的过程也是能量从一种形式转化为另一种形式的过程,物体的动能和势能总 和称为机械能,例举:通过重力或弹力做功,动能与势能相互转化.(展示图片和视频) 分析上述各个过程中能量转换及重力、弹力做功的情况.
新课导入
实验1:钢球用细绳悬起,请一同学靠近,将钢球偏至同学鼻子处释放,摆回时,观察该同 学反应. 释放钢球后,学生联系到伽利略理想实验中的判断,认识到若无空气阻力,应该摆到等高 处,不会碰到鼻子. 【导入二】 前面我们学习了动能、势能和机械能的知识.在初中学习时我们就了解到,在一定条件下, 物体的动能与势能(包括重力势能和弹性势能)可以相互转化,下面我们观察演示实验中物 体动能与势能转化的情况.
省优质课机械能守恒定律教案
省优质课机械能守恒定律教案机械能守恒定律⼀、教学⽬标1、知识与技能(1) 知道什么是机械能,理解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容和适⽤条件。
(3) 会判定具体问题中机械能是否守恒,能运⽤机械能守恒定律分析实际问题。
2、过程与⽅法(1) 学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适⽤条件的研究⽅法。
(2) 初步掌握运⽤能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的⽅法。
3、情感、态度与价值观体会科学探究中的守恒思想,养成探究⾃然规律的科学态度,领悟机械能守恒规律解决问题的优点,形成科学价值观。
⼆、教学重点和难点1、教学重点(1) 机械能守恒定律的探究、推导与建⽴,以及机械能守恒定律含义的理解。
(2) 机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的实际应⽤。
2、教学难点(1) 机械能守恒的条件及对机械能守恒定律的理解。
(2) 能正确分析物体系统所具有的机械能,判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。
三、教学⽅法和教具1、教学⽅法:实验探究、启发诱导、归纳总结、应⽤拓展、多媒体辅助教学2、教具:铁架台、铁夹、玻璃棒、细线、⼩钢球、摩擦计、弹簧振⼦四、教学过程(引⼊新课)碰⿐实验:如图所⽰,把悬挂重球拉⾄⿐尖由静⽌释放,实验者⽴于原位不动,⼩球来回摆动,学⽣观察者怕重球碰坏了⿐⼦,可事实重球碰不到⿐尖。
提出疑问,引⼊新课。
(新课讲授)引导学⽣回忆本章学习过哪些形式的能量,重⼒势能、弹性势能、动能。
⼀、机械能1、机械能:动能和势能(重⼒势能和弹性势能)统2、表达式:E=E K+E P3、机械能是标量,具有相对性。
先选取参考平⾯才能确定机械能(⼀般选地⾯)。
4、动能与势能的相互转化例⼦:多媒体播放图⽚①⾃由落体运动,平抛运动、⼩球在光滑斜⾯向下运动、瀑布、⾼⼭滑雪--------重⼒势能向动能转化②竖直上抛运动的上升过程⼩球沿光滑斜⾯向上运动、背越式跳⾼---------动能向重⼒势能转化③明投出的篮球、掷出的铅球、单摆、过⼭车:---------重⼒势能和动能互相转化思考:上述例⼦发⽣的都是动能和重⼒势能的相互转化为什么会发⽣这样的转化?----答:受重⼒在光滑⽔平⾯上匀速直线是否受重⼒?看来动能和重⼒势能相互转化的原因,不是受重⼒,⽽是得有重⼒做功。
7-8-2 机械能守恒定律的应用-高中物理课件(人教版必修二)
(2)系统间的相互作用力做功,不能使其它形式的能参与和机械能的 转换。系统内物体的重力所做的功不会改变系统的机械能。
系统间的相互作用力分为三类: 刚体产生的弹力:比如轻绳的弹力,斜面的弹力,轻杆产生的弹
则 Ek1 , 0
Ek
2
, 1
2
mv2
Ep1, mgl(1 cos ) Ep2 0
由于该运动过程机械能守恒,则 Ek2 Ek1 Ep1 Ep2
解得 v 2gl(1 cos )
【例】以10m/s的速度将质量为m的物体竖直上抛出,则: ⑴物体上升的最大高度是多少? ⑵上升时在何处重力势能和动能相等?(阻力忽略)
新课标导学
几种常见的机械能守恒的物理模型
必修② · 人教版
物理情境
做抛体运动的物体(不计空气阻力)
如图,不计空气阻力,小球来回摆动 过程
研究对象 物体
做功或能量转化情况 只有重力做功
结论 运动过程中物体的机械能守恒
小球
只有重力做功(绳的拉力不做功) 小球摆动过程中,机械能守恒
如图,不计空气阻力,小球来回摆动 过程
分析:对M、m和细绳所构成的系统,受到外界四个力的作用。 它们分别是:M所受的重力Mg,m所受的重力mg,斜面对M的支持力N, 滑轮对细绳的作用力F。
M、m的重力做功不会改变系统的机械能,支持力N垂直于M的 运动方向对系统不做功,滑轮对细绳的作用力由于作用点没有位移 也对系统不做功,所以满足系统机械能守恒的外部条件,系统内部 的相互作用力是细绳的拉力,拉力做功只能使机械能在系统内部进 行等量的转换也不会改变系统的机械能,故满足系统机械能守恒的 外部条件。
7-8机械能守恒定律优质课课件
机械能是标量,具有相对性。 机械能之间可以互相转化。
二、机械能守恒定律
内容:
表达式
成立的条件:
课堂练习:
1、在下列情况中,机械能守恒的是 ( D )
A.飘落的树叶 B.沿着斜面匀速下滑的物体 C.被起重机匀加速吊起的物体 D.不计空气阻力,推出的铅球在空中运动的过程
2、如图所示,桌面离地高为h,质量为m的小
能保持不变。
1、内容:
在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相 互转化,而总的机械能保持不变。
E E 2、表达式:
2
1
3.机械能守恒定律成立的条件:
只有重力或弹力做功.
A. 从做功角度分析 只有重力或弹力做功。 包括两种情况: ①物体只受重力或弹力,不受其他的力; ②物体受重力或弹力以外其它的力,但其它力不做功, 或其它力所做功代数和为零。
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,则小球落地前
瞬间的机械能为
(B)
A.mgh
B.mgH
C.mg(h+H)
D. mg(H-h)
3、从离地面高20米处以10m/s的初速度水平抛出一 个质量为1Kg的铁球,铁球下落过程中在离地5m高 处时的速度是多大?(不考虑空气阻力)
G
KB
KA
B
根据重力做功与重力势能的关系可知:
W E E
G
PA
PB
E E E E 由以上两式可得:
KB
KA
PA
PB
E E E E KB
PB
KAPA即:结论:在只有重力做功的物体系统内,动能和重力势能可以相互转 化,而总的机械能保持不变。
机械能守恒定律
《机械能守恒定律》教学设计教学任务机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律是能量守恒的特殊形式,是高中学生对能量转化和守恒的启蒙,机械能守恒定律起着承前启后的作用,是必须牢固掌握的一个重要规律。
学生将通过本节课理解机械能守恒定律及其条件,同时通过学习体验探究物理规律的一种手段──理想实验研究方法。
教学目标知识与技能知道什么是机械能,知道物体的动能和势能可以相互转化;会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒,理解机械能守恒定律的内容,知道它的含义和适用条件;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。
过程与方法学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒;初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象,分析问题。
情感、态度与价值观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。
教学重点掌握机械能守恒定律的推导、建立过程,理解机械能守恒定律的内容;运用理想实验探究机械能守恒定律教学难点从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件;能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒,能正确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。
教学方法实验探究法教具细线、小球、带标尺的铁架台。
教学过程一、引入新课我们已学习了重力势能、弹性势能、动能。
这些不同形式的能是可以相互转化的,那么在相互转化的过程中,他们的总量是否发生变化?这节课我们就来探究这方面的问题。
二、进行新课1.动能与势能的相互转化演示实验:如图所示,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。
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?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;只有重力对小球能做功。
实验结论:小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化。
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A
B v
FN 机械能守恒定律
一、基本概念梳理:
(写出以表达式)
1.动能:
2.重力势能:
3.弹性势能:
4.动能定理:
5.重力做功与重力势能的关系:
6.弹力做功与弹性势能的关系:
7.定量关系的推导:
(有必要的文字说明)
8.机械能守恒的条件:
A. 从做功角度分析
B. 从能量转化角度分析
二、机械能守恒定律
1.内容:
2、表达式: 判一判:下列情境中物体系统的机械能守恒吗?
(用笔勾出)
V0
摆动的小球 (空气阻力不计)
小球落到弹簧上 沿光滑斜面下滑的木块 乙 甲 A B C
A mg
匀速下降的降落伞 平抛运动 竖直平面内做圆周运动 例:把一个小球用细线悬挂起来,就成为一个摆(如图),摆长为l,最大偏角为θ。
如果阻力可以忽略,小球运动到最低位置时的速度是多大?
(两种方法解)
机械能守恒定律—习题课
典型题目:①机械能守恒判断 ②单物体机械能守恒
③多物体组成的系统机械能守恒
注意: 解题时,遵守机械能守恒定律的解题步骤,有必要的文字说明。
例1.关于物体的机械能是否守恒的叙述,下列说法中正确的是( )
A.物体做匀速直线运动,机械能一定守恒
B.B.物体做匀变速直线运动,机械能一定守恒
C.合外力对物体所做的功等于零时,机械能一定守恒
D.只有重力对物体做功,机械能一定守恒
1.下列物理过程中,机械能守恒的有 ( )
A.把一个物体竖直向上匀速提升的过程
B.物体沿斜面匀速下滑的过程
C.汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程
D.从高处竖直下落的物体落在竖立的轻弹簧上,压缩弹簧的过程,对弹簧、物体和地球这一系统
2.如下图所示,三面光滑的斜劈放在水平面上,物块由静止沿斜劈下滑,则( )
A.物块动能增加,重力势能减少
B.斜劈的动能为零
C.物块的动能和重力势能总量不变
D.系统的机械能总量不变
3.(选做)如图,小球在P 点从静止开始下落,正好落在下端固定于桌面的轻弹簧上,把弹簧压缩后又被弹起,不计空气阻力,下列结论正确的是( )
A.小球落到弹簧上后,立即做减速运动
B.在题述过程中,小球、弹簧、地球组成的系统机械能守恒
1.典例剖析——守恒判断 θ O l A B
C.当弹簧对小球的弹力大小等于小球所受重力大小时,弹簧的形变量最大
D.小球被弹簧弹起后,所能到达的最高点高于P 点
例1:从离地面高20米处以10m/s 的初速度水平抛出一个m=1Kg 的铁球,铁球下落过程中在离地5m 高处时的速度是多大?(忽略空气阻力)
(动能定理怎么做?)
例2.如图AB 轨道和一个半径为r 的半圆弧相连,
将球从距离水平面h 高处C 点无初速的释放,整个
过程摩擦力均可忽略。
求:(1)物体到达B 点的速度?
(2)物体到达A 点的速度?
(3)A 点时,轨道对小球的作用力?
一个滑雪者质量为50 kg,从静止开始沿着高为20 m 的雪道滑下,到达雪道底部时速度大小为18 m/s,求滑雪者下滑过程中阻力对他做的功.(取g =10 m/s 2)
2.典例剖析——单物体守恒
小球以v0=4 m/s的速度从倾角为30°的粗糙斜面底端向上滑行,上滑的最大距离l=1 m,小球的质量m=2 kg,则小球滑回到出发点时的速度是多少?(g取10 m/s2)
质量M=6.0×103 kg的客机,从静止开始沿平直的跑道滑行,当滑行距离
l=7.2×102 m时,达到起飞速度v=60 m/s.问:
(1)起飞时飞机的动能为多大?
(2)若不计滑行过程中所受的阻力,则飞机受到的牵引力为多大?
(3)若滑行过程中受到的平均阻力大小为F=3.0×103N,牵引力与第(2)问中求得的值相等,则要达到上述起飞速度,飞机的滑行距离应为多大?
(选做)如图所示,倾角θ=37°的斜面底端B平滑连接着半径r =0.40 m的竖起光滑圆轨道.质量m=0.50 kg的物块,从距地面h=2.7 m处沿斜面由静止开始下滑,物块从斜面间的动摩擦因数μ=0.25.求:(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)
(1)物块滑到斜面底端B时的速度大小.
(2)物块运动到圆轨道的最高点A时,速度为多大?对圆轨道的压力大小为多少?
(选做)例3.如图,光滑水平轨道与光滑半圆弧轨道相切.圆轨道半径R=0.4m,一小球停放在光滑水平轨道上,小球有v0=5m/s的初速度。
求:(1)球从C点飞出时的速度?(g=10m/s2)
(2)球对C点的压力是重力的多少倍?
(3)球从C抛出后,落地点距B点多远?
(4)初速度为多大时,小球恰好刚通过C点?
(选做)半径R=1m的1/4圆弧轨道下端与一水平轨道连接,水平轨道离地面高度h=1m,如图,有一质量m=1.0kg的小滑块自圆轨道最高点A由静止开始滑下,经过水平轨迹末端B时速度为4m/s,滑块最终落在地面上,试求:
(1)不计空气阻力,滑块落在地面上时速度多大?
(2)滑块在轨道上滑行时克服摩擦力做功多少?
自主学习系统机械能守恒了吗?对于验证机械能守恒定律呢?。