2018-2019学年高中物理鲁科版必修2课件：第2章第3节 能量守恒定律

2．关于机械能守恒定律的适用条件，以下说法中正确的有 ( )
A．只有重力和弹力作用时，机械能守恒
B．当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能依 然守恒 C．当有其他外力作用时，只要除了重力以外的其他外 力做的功为零，机械能守恒
D．炮弹在空中飞行时不计空气阻力，仅受重力作用，
所以爆炸前后机械能守恒
解析：机械能守恒的条件是“只有重力和弹力做功”，不是“ 只有重力和弹力作用”，应该知道作用和做功是两个完全不 同的概念，有力不一定做功，故A是错误的；力为零，是物
体的加速度为零，是物体处于静止或匀速直线运动的另外
表达，不是机械能守恒的条件，故B错误；C中虽有其他外 力，且其他外力做功，但除重力以外的其他外力做功总和 为零，故机械能守恒，故C正确；D中由于炮弹爆炸时，大 量的化学能转化为炮弹的内能和动能，故机械能是不守恒
适用条 只有 重力 做功，其他力对物体不做功，与物 件 体是做直线运动还是曲线运动无关
1 2 E ＋ E p1 或 mv2 ＋mgh2＝ Ek2＋Ep2＝ k1 2 表达式 mv12＋mgh1 2
二、能量守恒定律 1．内容
能量既不能凭空产生，也不能凭空 消失 ，它只能从一
种形式 转化为 另一种形式，或从一个物体 转移到 另一个 物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变。 2．意义 能量守恒定律是自然界最普遍、最基本的规律之一，
解析：(1)选出的器材有：打点计时器(包括纸带)，重物，毫米 1 2 刻度尺，编号分别为 A、B、D。注意 mgh＝ mv ，m 可约去， 2 不需要用天平，也不需要测定运动时间，不需要停表。 (2)打点计时器安装时，限位孔要竖直，这样才能使重物在自 由落下时，受到的阻力较小；打点时应先给打点计时器通电， 然后再放下重物，让它带着纸带一同落下。 (3)产生系统误差的主要原因是，纸带通过打点计时器时的摩 擦阻力使得重物获得的动能小于它所减少的重力势能。 为减小 误差，重物的质量和密度应选大一些的。 答案：见解析
的，故D错误。
答案：C
验证机械能守恒定律
1．实验目的 验证机械能守恒定律 2．实验原理 在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和 动能互相转化，但总的机械能保持不变。若物体某时刻瞬时 速度为 v，下落高度为 h，则重力势能的减少量为 mgh，动 1 2 能的增加量为 mv ，看它们在实验误差允许的范围内是否相 2 等，若相等则验证了机械能守恒定律。
更换纸带重复做 3～5 次实验。 (3)选纸带：分两种情况 ①应选点迹清晰，且 1、2 两点间距离小于或接近 2 mm 的纸带。若 1、2 两点间的距离大于 2 mm，这是由于先释放 纸带，后接通电源造成的。这样，第 1 个点就不是运动的起 始点了，这样的纸带不能选。 1 1 2 ②用 mvB － mvA2＝mgΔh 验证时， 由于重力势能的相对 2 2 性，处理纸带时，选择适当的点为基准点，这样纸带上打出 的第 1、2 两点间的距离是否为 2 mm 就无关紧要了，所以只 要后面的点迹清晰就可选用。
F．运动小车
(2)打点计时器的安装放置要求为________；开始打点计 时的时候，应先________，然后________。
(3)实验中产生系统误差的原因主要是______________，
使重物获得动能往往______________________。为减小 误差，悬挂在纸带下的重物应选择________。
方法二：任取两点计算。 ①任取两点 A、B 测出 hAB，算出 ghAB。 1 2 1 2 ②算出 vB － vA 的值。 2 2 1 2 1 2 ③若在实验误差允许的条件下 ghAB＝ vB － vA ， 则机械 2 2 能守恒定律是正确的。 方法三：图像法。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 1 2 1 2 v 为纵轴，以 h 为横轴，根据实验数据绘出 v －h 图线。若 2 2 在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率为 g 的直线， 则验证了机械能守恒。
5．数据处理 (1)数据处理：在起始点标上 0，在以后各点依次标上 1、 2、3…用刻度尺测出对应下落高度 h1、h2、h3… hn＋1－hn－1 利用公式 vn＝ 计算出点 1、点 2、点 3、…的瞬 2T 时速度 v1、v2、v3… (2)验证： 1 2 方法一：利用起始点和第 n 点计算。计算 ghn 和 vn ，如 2 1 2 果在实验误差允许的条件下 ghn＝ vn ，则机械能守恒定律是 2 正确的。
3．实验器材
铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重锤(带纸带夹子)、
纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源(4～6 V)。 4．实验步骤 (1)安装置：按图2－3－2将检查、调整好 的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。
(2)打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重
物上，另一端穿过打点计时器的限位孔用手提 着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。 图2－3－2 先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落。
[读教材· 填要点] 一、机械能守恒定律
如图2－3－1所示，一个质量为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 机械能 h2的B点(末位置)时速度为v2 守恒定 律的推 导及表 达式
内容
在只有重力做功的情况下，物体的动能与势能 可相互转化，但机械能的总量保持不变
新知预习·巧设计
第 2 章
第 3 节
要点一
名师课堂 ·一点通
要点二 要点三
创新演练 ·大冲关
随堂检测归纳小结
课下作业综合提升
1．理解动能和势能的相互转化、知道机械 能包括动能和势能。
2．通过实验验证机械能守恒定律，培养学
生收集数据、分析论证的能力。 3．理解机械能守恒的条件、公式，能应用 机械能守恒定律分析解决实际问题，学 会用守恒观点看待问题。
它的发现和应用，为 不同学科 的沟通与联系提供了桥梁。
3．永动机 永远都不可能制成不消耗任何 能量 却能持续不断地对 外做功的永动机。
[试身手· 夯基础] 1．在“验证机械能守恒定律”的实验中：
(1)从下列器材中选出实验所必需的，其编号为________。
A．打点计时器(包括纸带) D．毫米刻度尺 E．停表 B．重物 C．天平