高中物理《机械能守恒定律》学案5 新人教版必修2

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高中物理7.8机械能守恒定律教案新人教版必修2

高中物理7.8机械能守恒定律教案新人教版必修2

7.8机械能守恒定律(1)中国书法艺术说课教案今天我要说课的题目是中国书法艺术,下面我将从教材分析、教学方法、教学过程、课堂评价四个方面对这堂课进行设计。

一、教材分析:本节课讲的是中国书法艺术主要是为了提高学生对书法基础知识的掌握,让学生开始对书法的入门学习有一定了解。

书法作为中国特有的一门线条艺术,在书写中与笔、墨、纸、砚相得益彰,是中国人民勤劳智慧的结晶,是举世公认的艺术奇葩。

早在5000年以前的甲骨文就初露端倪,书法从文字产生到形成文字的书写体系,几经变革创造了多种体式的书写艺术。

1、教学目标:使学生了解书法的发展史概况和特点及书法的总体情况,通过分析代表作品,获得如何欣赏书法作品的知识,并能作简单的书法练习。

2、教学重点与难点:(一)教学重点了解中国书法的基础知识,掌握其基本特点,进行大量的书法练习。

(二)教学难点:如何感受、认识书法作品中的线条美、结构美、气韵美。

3、教具准备:粉笔,钢笔,书写纸等。

4、课时:一课时二、教学方法:要让学生在教学过程中有所收获,并达到一定的教学目标,在本节课的教学中,我将采用欣赏法、讲授法、练习法来设计本节课。

(1)欣赏法:通过幻灯片让学生欣赏大量优秀的书法作品,使学生对书法产生浓厚的兴趣。

(2)讲授法:讲解书法文字的发展简史,和形式特征,让学生对书法作进一步的了解和认识,通过对书法理论的了解,更深刻的认识书法,从而为以后的书法练习作重要铺垫!(3)练习法:为了使学生充分了解、认识书法名家名作的书法功底和技巧,请学生进行局部临摹练习。

三、教学过程:(一)组织教学让学生准备好上课用的工具,如钢笔,书与纸等;做好上课准备,以便在以下的教学过程中有一个良好的学习气氛。

(二)引入新课,通过对上节课所学知识的总结,让学生认识到学习书法的意义和重要性!(三)讲授新课1、在讲授新课之前,通过大量幻灯片让学生欣赏一些优秀的书法作品,使学生对书法产生浓厚的兴趣。

2、讲解书法文字的发展简史和形式特征,让学生对书法作品进一步的了解和认识通过对书法理论的了解,更深刻的认识书法,从而为以后的书法练习作重要铺垫!A书法文字发展简史:①古文字系统甲古文——钟鼎文——篆书早在5000年以前我们中华民族的祖先就在龟甲、兽骨上刻出了许多用于记载占卜、天文历法、医术的原始文字“甲骨文”;到了夏商周时期,由于生产力的发展,人们掌握了金属的治炼技术,便在金属器皿上铸上当时的一些天文,历法等情况,这就是“钟鼎文”(又名金文);秦统一全国以后为了方便政治、经济、文化的交流,便将各国纷杂的文字统一为“秦篆”,为了有别于以前的大篆又称小篆。

高中物理《机械能守恒定律》教案15 新人教版必修2

高中物理《机械能守恒定律》教案15 新人教版必修2

机械能守恒定律教学目标:知识目标: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。

能力目标:1、学会在具体的问题中判这定物体的机械能是否守恒; 2、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。

德育目标: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:1、理解机械能守恒定律的内容。

2、在具体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。

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。

教学方法:1、关于机械能守恒定律的得出,也为了降低教学梯度,采用了例题的方式推导的方法,明确该定律数学表达式公式的来龙去脉。

2、关于机械能守恒的条件,在教学时采用列举实例,具体情况具体分析的方法。

教学用具:铁架台、小球、细线、直尺、CAI 课件。

课时安排:1课时 教学步骤:导入新课:1、用投影片出示思考题:①本章中我们学习了哪几种形式的能?它们各是如何定义的?它们的大小各由什么决定? ②动能定理的内容和表达式是什么?③重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系? 学生回答:①本章我们学习了以下几种能:动能、重力势能、弹性势能。

②动能定理的内容是:物体所受合外力所做的功等于物体动能的改变,即:W=WK2-WK1。

③重力所做的功和物体重力势能之间变化的关系为: WG=EP1-EP2 3、教师总结:①同学们要注意动能定理中动能的变化量是末动能减去初动能,而重力做功与重力势能改变之间关系式中初位置的重力势能与末位置重力势能的差。

②动能、重力势能、弹性势能属于力学范畴,统称为机械能,机械能是动能和势能的总和。

③引入:通过细线下的小球摆动情况分析小球的受力情况和摆动过程中的能量转化,以及两边最高处的机械能的分析,得出最右端和最左端的机械能几乎相等,那么小球在摆动的过程中机械能是怎么样变化的呢?今天我们就共同研究这个问题:新课教学:(一)计算例1、质量为10kg 的物体,从20m 高处自由落下,运用已经学过的知识,把下表填好。

人教版高中物理必修二(学案)机械能守恒定律

人教版高中物理必修二(学案)机械能守恒定律

机械能守恒定律【学习目标】1.正确理解机械能及机械能守恒定律的内容。

2.能判断物体的机械能是否守恒。

3.掌握利用机械能守恒定律解题的基本方法。

【学习重点】1.掌握机械能守恒定律的推导、建立过程、理解什么是机械能守恒定律。

2.在具体的问题中判定机械能是否守恒,学会用数学表达式表示机械能守恒。

【学习难点】1.从能量转化和功能关系出发理解机械能守恒具体需要什么条件。

2.正确判断研究对象在物理过程中的机械能是否守恒,正确分析整个系统所具有的机械能【学习过程】一、自主学习1.伽利略在斜面实验中(如图1所示),发现一个启发性的事实:无论斜面陡些或缓些,小球最后总会在斜面上的某点速度变为0,这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度__________。

在物理学中,我们把这一事实说成是“某个量是________的”,并且把这个量叫做________或______。

图12.机械能包括能和能,重力做功:能和能可以转化,弹力做功:能和能可以转化。

3.机械能守恒定律:在做功的物体系统内,与可以,而总的保持不变。

4.一个小球在真空中自由下落,另一个质量相同的小球在粘滞性较大的液体中匀速下落,它们都由高度为h1的地方下落到高度为h2的地方。

在这两种情况下,重力所做的功相等吗?重力势能各转化成什么形式的能量?5.只有重力做功和只受重力是一回事吗?6.怎样判断物体的机械能是否守恒?7.利用机械能守恒定律解题的基本步骤是什么?二、合作学习例题1.在伽利略的斜面实验中,小球从斜面A上离斜面底端为h高处滚下斜面,通过最低点后继续滚上另一个斜面B,小球最后会在斜面B上某点速度变为零,这点距斜面底端的竖直高度仍为h。

在小球运动过程中,下面的叙述正确的是()①小球在A斜面上运动时,离斜面底端的竖直高度越来越小,小球的运动速度越来越大②小球在A斜面上运动时,动能越来越小,势能越来越大③小球在B斜面上运动时,速度越来越大,离斜面底端的高度越来越小④小球在B斜面上运动时,动能越来越小,势能越来越大A.①②B.②③C.①④D.③④例题2.关于机械能守恒的叙述,下列说法中正确的()A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒。

高中物理 第七章 机械能守恒定律教案 新人教版必修2(2021年最新整理)

高中物理 第七章 机械能守恒定律教案 新人教版必修2(2021年最新整理)

高中物理第七章机械能守恒定律教案新人教版必修2编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高中物理第七章机械能守恒定律教案新人教版必修2)的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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第七章机械能守恒定律1。

功和能概念总览2.机械功(功)力和物体在力的方向上发生的位移的乘积叫做机械功,简称功.1、符号:W(w ork)2、单位: J(J oule焦耳).3、大小:①W:某个力做的功;②F:力;③s:位移(以地面为参考系的位移)④:力与位移方向的夹角4、方向:标量,无方向详解:1、使用条件:力F是恒力2、功是标量,只有大小,没有方向,但有正负:①当时,,力对物体做正功。

②当时,,力对物体做负功,也称物体克服这个力做了功。

③当时,,力对物体不做功。

3、作用力与反作用力虽然等大、反向,但由于它们作用的对象不同,故位移关系不能确定。

因此,作用力做功时,反作用力可能做功,也可能不做功,可能做正功,也可能做负功,数值上也不一定相等。

4、编者的理解:某个力做的功等于这个力与位移的乘积,乘以这个力与位移之间夹角的余弦值。

研究某个力做的功即研究这个力对物体的运动是促进或是阻碍,与其他力的作用无关. 5。

合力做功等于各力做功的代数和.即。

实例:1、合力做的功,等于合力与位移的乘积,乘以合力与位移之间夹角的余弦值2、摩擦力做功,等于摩擦力与位移的乘积,乘以摩擦力与位移之间夹角的余弦值。

3、分析摩擦力做功严格按照功的公式进行分析,摩擦力阻碍的是相对接触面的运动,而不一定阻碍相对地面的运动,而做功公式中的位移是相对地面而言,所以摩擦力可以做正功,可以做负功,也可以不做功.3。

高中物理 《机械能守恒定律》教学设计方案 新人教版必修2

高中物理 《机械能守恒定律》教学设计方案 新人教版必修2
三、课堂练习:
如图所示,下列四个选项的图中,木块均在固定的斜面上运动,其中图A、B、C中的斜面是光滑的,图D中的斜面是粗糙的,图A、B中的F为木块所受的外力,方向如图中箭头所示,图A、B、D中的木块向下运动,图C中的木块向上运动。在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是()
解析:机械能守恒的条件是:物体只受重力或弹力的作用,或者还受其它力作用,但其它力不做功,那么在动能和势能的相互转化过程中,物体的机械能守恒。依照此条件分析,ABD三项均错。答案:C。
理论推导过程:
物体只有重力做功,根据动能定理得:
(1)
又据重力做功与重力势能的关系得到: (2)
由(1)(2)两式可得:
(3)
移项得:
(4)
结论:只有重力做功时,动能和重力势能相互转化,但机械能守恒。
(三)机械能守恒定律
1、内容:在只有重力做功时,动能和重力势能相互转化,但机械能总量保持不变
2、理解:
3、机械能之间可以相互转化。
(二)机械能守恒定律的推导
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。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。
3、机械能守恒定律在生活中的应用
课本例题:上海“明珠线”某轻轨车站,与站台连接的轨道有一个坡度,电车进站时要上坡,出站时要下坡,如果坡高2米,电车到A点时速度是25.2km/h,此后便切断电源,不计电车所受摩擦力。
(1)电车能否冲上电台?
(2)如果能冲上,到达B点的速度为多大?(g=10m/s2)
教学活动3

新人教版高中物理必修二《机械能守恒定律》精品教案

新人教版高中物理必修二《机械能守恒定律》精品教案
提示2:实验证明,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应该不变.
1.6机械能:动能和重力势能和弹性势能的总和叫做__________能.
1.7结论:上述几个例子中,虽然动能不断地变化,势能也不断地变化,它们的变化应该存在一个规律,即总的机械能不变.
1.5动能和弹性势能之间的关系是什么呢?我们看下面一个演示实验.
(实验演示,如图,水平方向的弹簧振子.用振子演示动能和弹性势能的相互转化)
思考:实验中,小球受力情况如何?各个力做功情况如何?这个小实验说明了什么?
___________球在往复运动过程中,竖直方向上受重力和杆的支持力,水平方向上受弹力.重力、支持力和速度方向总垂直,对小球不做功;只有-------对小球能做功.
4.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.
点重
1.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.
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.
知识主干
一、动能和势能的相互转化
1.举例
2.推导
3.结论
______________
______________
________________________________________________________________________
1.2推导竖直上抛运动的物体运动过程势能与动能的关系
上升过程的减速阶段:_____________________________________________________
解析:链条下滑时,因桌面光滑,没有摩擦力做功。整根链条总的机械能守恒,可用机械能守恒定律求解。设整根链条质量为m,则单位长度质量(质量线密度)为m/L

高中物理5.8机械能守恒定律教案(荐)人教版必修2

高中物理5.8机械能守恒定律教案(荐)人教版必修2

机械能守恒定律一、教学目标1.在已经学习有关机械能概念的基础上,学习机械能守恒定律,掌握机械能守恒的条件,掌握应用机械能守恒定律分析、解决问题的基本方法。

2.学习从功和能的角度分析、处理问题的方法,提高运用所学知识综合分析、解决问题的能力。

二、重点、难点分析1.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;能够应用机械能守恒定律解决有关问题。

2.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。

3.能否正确选用机械能守恒定律解决问题是本节学习的另一难点。

通过本节学习应让学生认识到,从功和能的角度分析、解决问题是物理学的重要方法之一;同时进一步明确,在对问题作具体分析的条件下,要能够正确选用适当的物理规律分析、处理问题。

三、教具演示物体在运动中动能与势能相互转化。

器材包括:麦克斯韦滚摆;单摆;弹簧振子。

四、主要教学过程(一)引入新课结合复习引入新课。

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。

[演示实验] 依次演示麦克斯韦滚摆、单摆和弹簧振子,提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况。

通过观察演示实验,学生回答物体运动中动能、势能变化情况,教师小结:物体运动过程中,随动能增大,物体的势能减小;反之,随动能减小,物体的势能增大。

提出问题:上述运动过程中,物体的机械能是否变化呢?这是我们本节要学习的主要内容。

(二)教学过程设计在观察演示实验的基础上,我们从理论上分析物理动能与势能相互转化的情况。

高中物理《机械能守恒定律》学案5 新人教版必修2

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高中物理《机械能守恒定律》学案5 新人教版必修21、机械能的概念(1)定义:物体由于做机械运动而具有的能叫机械能,用符号E表示,它是动能和势能(包括重力势能和弹性势能)的统称、(2)表达式:E=Ek+Ep(3)机械能间可以相互转化:在自由落体运动中,由于物体的重力做功,所以其势能减少,动能增加,势能转化为动能,竖直向上抛的物体,由于要克服重力做功,所以其动能减少,势能增加,动能转化为势能、不仅重力势能跟动能可以相互转化,弹性势能也可以跟动能相互转化,例如:乒乓球从高处落到光滑的桌面时发生弹性形变,其动能转化为弹性势能,当乒乓球恢复形变后弹性势能又转化为动能,使其跳起、(4)机械能具有相对性:因为势能具有相对性(须确定零势能参考平面),同时,与动能相关的速度也具有相对性(应该相对于同一惯性参考系,一般是地面),所以机械能也具有相对性、2、机械能守恒定律内容(1)理论证明如图7-6-1所示,设一质量为m的物体自由下落,经过高度为h1的A点(初位置)时速度为v1,下落到高度为h2的B点时速度为v2,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WG,则由动能定理可得:图7-6-1WG=mv22-mv12,此式表明:重力所做的功等于动能的增加、另一方面,由重力所做的功与重力势能的关系:WG=mgh1-mgh2可知,重力所做的功等于重力势能的减少、故由以上两式可得:mv22-mv12=mgh1-mgh2将上式移项后可得mv22+mgh2=mv12+mgh1或者:Ek2+Ep2=Ek1+Ep1,此式表明,在自由落体运动中,动能和重力势能之和不变,即机械能保持不变、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(如平抛运动、斜抛运动等),上述结论都是正确的、(2)定律内容:在只有重力(或弹簧的弹力)做功的情况下,物体的动能和重力势能(或弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量不变,这个结论叫做机械能守恒定律、(3)表达式Ek2+Ep2=Ek1+Ep1或者E2=E1式中Ek1、Ep1、E1分别是初状态时的动能、势能和机械能;Ek2、Ep2、E2分别是末状态时的动能、势能和机械能、表达式Ek2+Ep2=Ek1+Ep1表示系统初状态机械能的总和与末状态机械能的总和相等、(4)适用条件:只有系统内的重力或弹簧弹力做功,其他力不做功或做功的代数和为零、解读:只有重力(或弹簧的弹力)做功可具体表现为下列三种情况:其一,只受重力(或弹簧的弹力)而不受其他力作用,如自由落体运动和各种抛体运动在忽略空气阻力的情况下;其二,除受重力(或弹簧弹力)外,还受其他力作用,但其他力不做功,如物体沿固定的光滑斜面的运动过程中支持力不做功;其三,其他的力做功,但做功的代数和为零、(5)物理意义、定律包含两层意思:一是机械能的几种不同形式(动能与势能)之间相互转化,其转化的条件是系统内的重力或弹簧的弹力做功;二是机械能的总量保持不变,其条件是只有系统内的重力或弹簧的弹力做功、“守恒”是一个动态概念,指在动能和势能相互转化的整个过程中的任何时刻、任何位置的机械能的总量总保持恒定不变、机械能守恒定律是力学中的一条重要定律,是更普遍的能量转化和守恒定律的一种特殊情况(在机械能范围内能量守恒)、3、如何判断机械能是否守恒(1)确定好研究对象和研究范围(哪个系统?哪一段物理过程?)(2)分析系统所受各力的情况及各力做功的情况、(3)在下列几种情况下,系统机械能守恒、①物体只受重力或弹力作用;②只有系统内的重力或弹簧弹力做功,其他力均不做功;③虽有多个力做功,但除系统内的重力或弹簧弹力以外的其他力做功的代数和为零;④系统跟外界没有发生机械能的传递,系统内外也没有机械能与其他形式能之间的转化、解读:机械能守恒与机械能不变的含义是不同的,机械能守恒定律是指系统的机械能每时每刻都不变,而且守恒是指系统内的动能和势能之间可以相互转化,即ΔEk=ΔEp,系统内外没有能量交换和转化,而机械能不变,则是可以与外界有能量的交换与转化,例如沿水平方向匀速运动的自行车,其动能不变是以消耗骑车人的生物能为代价的,这不能叫机械能守恒,而只能是机械能不变、全析提示机械能是即时量,物体在某一时刻的机械能等于那一时刻的动能和势能之和、要点提炼机械能是标量,没有方向,只有大小,可有正负(因势能可有正负)、思维拓展只有在确定的参考系和零势能参考平面的情况下,机械能才有确定的物理意义、要点提炼可见,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、全析提示在此过程中,重力势能的减少量ΔEp=mgh1-mgh2与动能的增加量ΔEk=mv22-mv12相等,即ΔEk=ΔEp、运用这种形式时,应选好重力势能的零势面,且初、末状态必须用同一零势面计算势能、思维拓展严格地讲,机械能守恒的条件是物体系统内只有保守力(重力、弹力)做功,而其他一切力都不做功时,机械能才能守恒、全析提示只要机械能守恒定律条件成立,则系统在任一状态的机械能都等于某一特定(如初始)状态的机械能,由此即可写出两个状态的机械能的等式Ek2+Ep2=Ek1+Ep1,而不必考虑运动过程中力与运动情况的具体情节、思维拓展若系统只是在两个特定的时刻机械能相等,这也不能叫机械能守恒,因此,机械能守恒定律尽管只涉及初、末两个状态的量,但具体判断时还需要对中间过程认真分析,确定整个过程是否机械能守恒、。

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机械能守恒定律是力学中的一条重要定律,是更普遍的能量转化和守恒定律的一种特殊情况(在机械能范围内能量守恒).
3.如何判断机械能是否守恒
(1)确定好研究对象和研究范围(哪个系统?哪一段物理过程?)
(2)分析系统所受各力的情况及各力做功的情况.
(3)在下列几种情况下,系统机械能守恒.
①物体只受重力或弹力作用;
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(如平抛运动、斜抛运动等),上述结论都是正确的.
(2)定律内容:
在只有重力(或弹簧的弹力)做功的情况下,物体的动能和重力势能(或弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量不变,这个结论叫做机械能守恒定律.
(3)表达式
Ek2+Ep2=Ek1+Ep1
另一方面,由重力所做的功与重力势能的关系:
WG=mgh1-mgh2可知,重力所做的功等于重力势能的减少.故由以上两式可得:
mv22- mv12=mgh1-mgh2
将上式移项后可得
mv22+mgh2ห้องสมุดไป่ตู้ mv12+mgh1
或者:Ek2+Ep2=Ek1+Ep1,
此式表明,在自由落体运动中,动能和重力势能之和不变,即机械能保持不变.
或者E2=E1
式中Ek1、Ep1、E1分别是初状态时的动能、势能和机械能;Ek2、Ep2、E2分别是末状态时的动能、势能和机械能.
表达式Ek2+Ep2=Ek1+Ep1
表示系统初状态机械能的总和与末状态机械能的总和相等.
(4)适用条件:只有系统内的重力或弹簧弹力做功,其他力不做功或做功的代数和为零.
解读:只有重力(或弹簧的弹力)做功可具体表现为下列三种情况:其一,只受重力(或弹簧的弹力)而不受其他力作用,如自由落体运动和各种抛体运动在忽略空气阻力的情况下;其二,除受重力(或弹簧弹力)外,还受其他力作用,但其他力不做功,如物体沿固定的光滑斜面的运动过程中支持力不做功;其三,其他的力做功,但做功的代数和为零.
全析提示
在此过程中,重力势能的减少量
ΔEp=mgh1-mgh2
与动能的增加量
ΔEk= mv22- mv12
相等,即ΔEk=ΔEp.
运用这种形式时,应选好重力势能的零势面,且初、末状态必须用同一零势面计算势能.
思维拓展
严格地讲,机械能守恒的条件是物体系统内只有保守力(重力、弹力)做功,而其他一切力都不做功时,机械能才能守恒.
2.机械能守恒定律内容
(1)理论证明
如图7-6-1所示,设一质量为m的物体自由下落,经过高度为h1的A点(初位置)时速度为v1,下落到高度为h2的B点时速度为v2,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WG,则由动能定理可得:
图7-6-1
WG= mv22- mv12,此式表明:重力所做的功等于动能的增加.
不仅重力势能跟动能可以相互转化,弹性势能也可以跟动能相互转化,例如:乒乓球从高处落到光滑的桌面时发生弹性形变,其动能转化为弹性势能,当乒乓球恢复形变后弹性势能又转化为动能,使其跳起.
(4)机械能具有相对性:因为势能具有相对性(须确定零势能参考平面),同时,与动能相关的速度也具有相对性(应该相对于同一惯性参考系,一般是地面),所以机械能也具有相对性.
(5)物理意义.定律包含两层意思:一是机械能的几种不同形式(动能与势能)之间相互转化,其转化的条件是系统内的重力或弹簧的弹力做功;二是机械能的总量保持不变,其条件是只有系统内的重力或弹簧的弹力做功.“守恒”是一个动态概念,指在动能和势能相互转化的整个过程中的任何时刻、任何位置的机械能的总量总保持恒定不变.
全析提示
只要机械能守恒定律条件成立,则系统在任一状态的机械能都等于某一特定(如初始)状态的机械能,由此即可写出两个状态的机械能的等式Ek2+Ep2=Ek1+Ep1,而不必考虑运动过程中力与运动情况的具体情节.
思维拓展
若系统只是在两个特定的时刻机械能相等,这也不能叫机械能守恒,因此,机械能守恒定律尽管只涉及初、末两个状态的量,但具体判断时还需要对中间过程认真分析,确定整个过程是否机械能守恒.
全析提示
机械能是即时量,物体在某一时刻的机械能等于那一时刻的动能和势能之和.
要点提炼
机械能是标量,没有方向,只有大小,可有正负(因势能可有正负).
思维拓展
只有在确定的参考系和零势能参考平面的情况下,机械能才有确定的物理意义.
要点提炼
可见,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.
机械能守恒定律
[教材优化全析]
1.机械能的概念
(1)定义:
物体由于做机械运动而具有的能叫机械能,用符号E表示,它是动能和势能(包括重力势能和弹性势能)的统称.
(2)表达式:E=Ek+Ep
(3)机械能间可以相互转化:在自由落体运动中,由于物体的重力做功,所以其势能减少,动能增加,势能转化为动能,竖直向上抛的物体,由于要克服重力做功,所以其动能减少,势能增加,动能转化为势能.
②只有系统内的重力或弹簧弹力做功,其他力均不做功;
③虽有多个力做功,但除系统内的重力或弹簧弹
力以外的其他力做功的代数和为零;
④系统跟外界没有发生机械能的传递,系统内外也没有机械能与其他形式能之间的转化.
解读:机械能守恒与机械能不变的含义是不同的,机械能守恒定律是指系统的机械能每时每刻都不变,而且守恒是指系统内的动能和势能之间可以相互转化,即ΔEk=ΔEp,系统内外没有能量交换和转化,而机械能不变,则是可以与外界有能量的交换与转化,例如沿水平方向匀速运动的自行车,其动能不变是以消耗骑车人的生物能为代价的,这不能叫机械能守恒,而只能是机械能不变.
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