2018-2019學(xué)年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 8 機(jī)械能守恒定律課件 新人教版必修2.ppt
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8機(jī)械能守恒定律,,1．知道機(jī)械能的各種形式，能夠分析動(dòng)能和勢(shì)能(包括彈性勢(shì)能)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系．2．能夠根據(jù)動(dòng)能定理和重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系，推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律．3．能根據(jù)機(jī)械能守恒條件判定機(jī)械能是否守恒，能運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解決有關(guān)問題．4．能從能量轉(zhuǎn)化的角度理解機(jī)械能守恒條件，理解應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決問題的優(yōu)越性．,教學(xué)目標(biāo),,,【重點(diǎn)】(1)掌握機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)、建立過程，理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容．(2)在具體的問題中能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式．【難點(diǎn)】(1)從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系出發(fā)理解機(jī)械能守恒的條件．(2)能正確判斷研究對(duì)象在所經(jīng)歷的過程中機(jī)械能是否守恒，能正確分析系統(tǒng)所具有的機(jī)械能．,重點(diǎn)難點(diǎn),,,機(jī)械能守恒定律是本章教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)是使學(xué)生掌握物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能；能夠應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決有關(guān)問題．分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢(shì)能，是本節(jié)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)之一．在教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，物體重力勢(shì)能大小與所選取的參考平面(零勢(shì)面)有關(guān)；而重力勢(shì)能的變化量是與所選取的參考平面無關(guān)的．在討論物體系統(tǒng)的機(jī)械能時(shí)，應(yīng)先確定參考平面．能否正確選用機(jī)械能守恒定律解決問題是本節(jié)學(xué)習(xí)的另一難點(diǎn)．通過本節(jié)學(xué)習(xí)應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，從功和能的角度分析、解決問題是物理學(xué)的重要方法之一；同時(shí)進(jìn)一步明確，在對(duì)問題作具體分析的條件下，要能夠正確選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律分析、處理問題．,教學(xué)建議,,,【導(dǎo)入一】1．提出課題——機(jī)械能守恒定律．(板書)2．力做功的過程也是能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式的過程，物體的動(dòng)能和勢(shì)能總和稱為機(jī)械能，例舉：通過重力或彈力做功，動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化．(展示圖片和視頻)分析上述各個(gè)過程中能量轉(zhuǎn)換及重力、彈力做功的情況．,新課導(dǎo)入,,,實(shí)驗(yàn)1：鋼球用細(xì)繩懸起，請(qǐng)一同學(xué)靠近，將鋼球偏至同學(xué)鼻子處釋放，擺回時(shí)，觀察該同學(xué)反應(yīng)．釋放鋼球后，學(xué)生聯(lián)系到伽利略理想實(shí)驗(yàn)中的判斷，認(rèn)識(shí)到若無空氣阻力，應(yīng)該擺到等高處，不會(huì)碰到鼻子．【導(dǎo)入二】前面我們學(xué)習(xí)了動(dòng)能、勢(shì)能和機(jī)械能的知識(shí)．在初中學(xué)習(xí)時(shí)我們就了解到，在一定條件下，物體的動(dòng)能與勢(shì)能(包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能)可以相互轉(zhuǎn)化，下面我們觀察演示實(shí)驗(yàn)中物體動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化的情況．,新課導(dǎo)入,,,[演示實(shí)驗(yàn)]依次演示麥克斯韋滾擺、單擺和彈簧振子，提醒學(xué)生注意觀察物體運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能、勢(shì)能的變化情況．通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生回答物體運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能、勢(shì)能變化情況，教師小結(jié)：物體運(yùn)動(dòng)過程中，隨動(dòng)能增大，物體的勢(shì)能減?。环粗?，隨動(dòng)能減小，物體的勢(shì)能增大．提出問題：上述運(yùn)動(dòng)過程中，物體的機(jī)械能是否變化呢？這是我們本節(jié)要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容.,新課導(dǎo)入,,1．動(dòng)能與重力勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化(1)通過重力做功，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)能和________能間的相互轉(zhuǎn)化．(2)在只有重力做功的情況下，若重力做正功，則________能轉(zhuǎn)化為________能；若重力做負(fù)功，則________能轉(zhuǎn)化為________能．2．動(dòng)能與彈性勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化(1)通過彈力做功，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)能和________能間的相互轉(zhuǎn)化．(2)在只有彈力做功的情況下，若彈力做正功，則________能轉(zhuǎn)化為________能；若彈力做負(fù)功，則________能轉(zhuǎn)化為________能．,動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,,知識(shí)必備,知識(shí)點(diǎn)一,重力勢(shì),重力勢(shì),,動(dòng),動(dòng),重力勢(shì),彈性勢(shì),彈性勢(shì),動(dòng),動(dòng),彈性勢(shì),3．機(jī)械能_____________、___________和_______統(tǒng)稱為機(jī)械能，通過重力或彈力做功，機(jī)械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式．,,知識(shí)必備,重力勢(shì)能,彈性勢(shì)能,,動(dòng)能,1．推導(dǎo)(1)如圖7－8－1所示，物體沿光滑曲面下滑，某時(shí)刻處于位置A時(shí)，它的動(dòng)能為Ek1，重力勢(shì)能為Ep1，總機(jī)械能E1＝____________．(2)運(yùn)動(dòng)到位置B時(shí)，它的動(dòng)能是Ek2，重力勢(shì)能為Ep2，總機(jī)械能E2＝______________．(3)由動(dòng)能定理知，由A到B的過程中，只有重力做功，所以重力所做的功W＝________，由重力的功與重力勢(shì)能的關(guān)系知W＝__________，所以有Ek2－Ek1＝Ep1－Ep2，整理得Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2，即E1＝E2.,機(jī)械能守恒定律,,知識(shí)必備,知識(shí)點(diǎn)二,Ek1＋Ep1,Ek2＋Ep2,,Ek2－Ek1,Ep1－Ep2,,圖7－8－1,2．內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能______________．這叫作機(jī)械能守恒定律．3．表達(dá)式：________________________或________．4．機(jī)械能守恒的條件是：只有重力或彈力做功．,,知識(shí)必備,保持不變,Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2,,E1＝E2,[想一想]只受重力和只有重力做功這兩種條件下機(jī)械能守恒有何區(qū)別？[要點(diǎn)總結(jié)]對(duì)于單個(gè)物體而言，其機(jī)械能守恒的條件是只有重力對(duì)該物體做功．,,學(xué)習(xí)互動(dòng),機(jī)械能守恒的判定,考點(diǎn)一,,,例1圖7－8－2中，木塊均在固定的斜面上運(yùn)動(dòng)，其中圖A、B、C中的斜面是光滑的，圖D中的斜面是粗糙的，圖A、B中的F為木塊所受的力，方向如圖中箭頭所示．圖A、B、D中的木塊向下運(yùn)動(dòng)，圖C中的木塊向上運(yùn)動(dòng)．在這四個(gè)圖所示的運(yùn)動(dòng)過程中木塊的機(jī)械能守恒的是(),,學(xué)習(xí)互動(dòng),,,,[答案]C,[解析]由A圖可知，力F對(duì)木塊做正功，機(jī)械能增加，故A錯(cuò)誤；由B圖可知，力F做負(fù)功，機(jī)械能減小，故B錯(cuò)誤；C圖中斜面光滑，木塊運(yùn)動(dòng)過程中只有重力做功，只有重力勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒，故C正確；D圖中斜面粗糙，木塊下滑過程中，摩擦力做負(fù)功，機(jī)械能減小，故D錯(cuò)誤．,,圖7－8－2,,學(xué)習(xí)互動(dòng),,,,[點(diǎn)評(píng)]判斷機(jī)械能是否守恒可以從各力的做功情況著手分析，也可以從能量轉(zhuǎn)化情況著手分析，要根據(jù)實(shí)際情況靈活選擇合適的分析方法．解答本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)理解機(jī)械能守恒的條件；(2)明確研究對(duì)象．,,學(xué)習(xí)互動(dòng),機(jī)械能守恒定律的基本應(yīng)用,考點(diǎn)二,,,[想一想]我們知道所有做拋體運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能都守恒，那么在光滑斜面上運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能守恒嗎？[要點(diǎn)總結(jié)]應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題時(shí)的一般步驟：1．根據(jù)題意選取研究對(duì)象．2．明確研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過程，分析研究對(duì)象在過程中的受力情況，弄清各力做功的情況，判斷機(jī)械能是否守恒．3．恰當(dāng)?shù)剡x取零勢(shì)能面，確定研究對(duì)象在過程中的始態(tài)和末態(tài)的機(jī)械能．4．根據(jù)機(jī)械能守恒定律的不同表達(dá)式列方程，并求解結(jié)果．,,學(xué)習(xí)互動(dòng),,,,例2如圖7－8－3所示，高為h的光滑斜面固定在水平地面上．一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊從斜面頂端A由靜止開始下滑．重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力．求：(1)小物塊從斜面頂端A滑到底端B的過程中重力做的功W；(2)小物塊滑到底端B時(shí)速度v的大小．,,,,圖7－8－3,,學(xué)習(xí)互動(dòng),,[點(diǎn)評(píng)]應(yīng)用機(jī)械能守恒定律時(shí)，相互作用的物體間的力可以是變力，也可以是恒力，只要符合守恒條件，機(jī)械能就守恒．,,學(xué)習(xí)互動(dòng),曲線運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械能守恒問題,考點(diǎn)三,,,[想一想]你體驗(yàn)過公園里的過山車嗎？過山車，呼嘯著、奔馳著，緊張、驚險(xiǎn)、刺激．同學(xué)們可以開動(dòng)腦筋，過山車是靠什么轉(zhuǎn)動(dòng)而不需要持續(xù)的動(dòng)力？[要點(diǎn)總結(jié)]在平拋運(yùn)動(dòng)、斜拋運(yùn)動(dòng)、光滑曲線軌道運(yùn)動(dòng)(如線—球模型問題、桿—球模型問題)等運(yùn)動(dòng)中由于都是只有重力做功，所以研究對(duì)象機(jī)械能守恒．,,學(xué)習(xí)互動(dòng),,,,例3圖7－8－4所示，有一內(nèi)壁光滑的閉合橢圓形管道，置于豎直平面內(nèi)，MN是通過橢圓中心O點(diǎn)的水平線．已知一小球從M點(diǎn)出發(fā)，初速率為v0，沿管道MPN運(yùn)動(dòng)，到N點(diǎn)的速率為v1，所需時(shí)間為t1；若該小球仍由M點(diǎn)以初速率v0出發(fā)，而沿管道MQN運(yùn)動(dòng)，到N點(diǎn)的速率為v2，所需時(shí)間為t2.則()A．v1＝v2，t1>t2B．v1t2C．v1＝v2，t1下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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