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

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(wèn)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(wèn)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(guò)程，理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容(2)在具體的問(wèn)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(guò)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(wèn)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(wú)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(wèn)題是本節(jié)學(xué)習(xí)的另一難點(diǎn)通過(guò)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(wèn)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(wèn)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(wèn)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(shū))2力做功的過(guò)程也是能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式的過(guò)程，物體的動(dòng)能和勢(shì)能總和稱(chēng)為機(jī)械能，例舉：通過(guò)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(guò)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(guān)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(wú)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(guān)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(guān)察物體運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能、勢(shì)能的變化情況通過(guò)觀(guān)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(guò)程中，隨動(dòng)能增大，物體的勢(shì)能減小；反之，隨動(dòng)能減小，物體的勢(shì)能增大提出問(wèn)題：上述運(yùn)動(dòng)過(guò)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(guò)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_(kāi)能；若重力做負(fù)功，則_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能2動(dòng)能與彈性勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化(1)通過(guò)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_(kāi)能；若彈力做負(fù)功，則_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)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(chēng)為機(jī)械能，通過(guò)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781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(guò)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Ek2Ek1Ep1Ep2，整理得Ek1Ep1Ek2Ep2，即E1E2.,機(jī)械能守恒定律,知識(shí)必備,知識(shí)點(diǎn)二,Ek1Ep1,Ek2Ep2,Ek2Ek1,Ep1Ep2,圖781,2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,Ek1Ep1Ek2Ep2,E1E2,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782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(guò)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(guò)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(guò)程中，摩擦力做負(fù)功，機(jī)械能減小，故D錯(cuò)誤,圖782,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(guò)程，分析研究對(duì)象在過(guò)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(guò)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783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(kāi)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(guò)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783,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(xiàn)運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械能守恒問(wèn)題,考點(diǎn)三,想一想你體驗(yàn)過(guò)公園里的過(guò)山車(chē)嗎？過(guò)山車(chē)，呼嘯著、奔馳著，緊張、驚險(xiǎn)、刺激同學(xué)們可以開(kāi)動(dòng)腦筋，過(guò)山車(chē)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(xiàn)軌道運(yùn)動(dòng)(如線(xiàn)球模型問(wèn)題、桿球模型問(wèn)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784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(guò)橢圓中心O點(diǎn)的水平線(xiàn)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()Av1v2，t1>t2Bv1t2Cv1v2，t1<t2Dv1<v2，t1t2.選項(xiàng)A正確,學(xué)習(xí)互動(dòng),圖785,學(xué)習(xí)互動(dòng),答案(1)0.15J(2)4m/s,學(xué)習(xí)互動(dòng),自我檢測(cè),1(機(jī)械能守恒的判定)下列幾種運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體的機(jī)械能守恒的是()A勻速下落的雨滴B在水中下沉的鐵塊C“神舟十號(hào)”飛船穿過(guò)大氣層返回地面D用細(xì)線(xiàn)拴一個(gè)小球，使小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),答案D,解析根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，在只有重力做功的條件下，質(zhì)點(diǎn)和地球構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒雨滴勻速下落時(shí)，必受豎直向上的阻力，且阻力做功，在水中下沉的鐵塊，水的浮力做功，“神舟十號(hào)”飛船穿過(guò)大氣層時(shí)，由于速度很大，空氣阻力不可忽略，克服阻力做功，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤；用細(xì)線(xiàn)拴一個(gè)小球，使小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，雖然細(xì)線(xiàn)對(duì)小球有作用力，但作用力方向始終和小球速度方向垂直，故只有重力對(duì)小球做功，選項(xiàng)D正確,自我檢測(cè),2(機(jī)械能守恒定律的基本應(yīng)用)NBA籃球賽非常精彩，吸引了眾多觀(guān)眾經(jīng)常有這樣的場(chǎng)面：在臨終場(chǎng)0.1s的時(shí)候，運(yùn)動(dòng)員把球投出且準(zhǔn)確命中，獲得比賽的勝利如果運(yùn)動(dòng)員投籃過(guò)程中對(duì)籃球做功為W，出手高度為h1，籃筐距地面高度為h2，籃球的質(zhì)量為m，重力加速度為g，空氣阻力不計(jì)，則籃球進(jìn)筐時(shí)的動(dòng)能為()AWmgh1mgh2BWmgh2mgh1Cmgh1mgh2WDmgh2mgh1W,答案A,自我檢測(cè),3如圖786所示，質(zhì)量m70kg的運(yùn)動(dòng)員以10m/s的速度從高h(yuǎn)10m的滑雪場(chǎng)A點(diǎn)沿斜坡滑下，經(jīng)B點(diǎn)滑上另一斜坡(足夠長(zhǎng))以最低點(diǎn)B所在水平面為零勢(shì)能面，一切阻力均可忽略不計(jì)求運(yùn)動(dòng)員：(g取10m/s2)(1)在A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能；(2)到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)的速度大??；(3)相對(duì)于B點(diǎn)能到達(dá)的最大高度,圖786,備用習(xí)題,