《機械能守恆定律》PPT優質課件

描述

《機械能守恆定律》PPT優質課件

第一部分內容：核心素養目標

物理觀念

知道能量守恆是自然界的重要規律，知道什麼是機械能，理解機械能守恆定律的內容及條件。

科學思維

領悟從守恆的角度分析問題的方法，會根據機械能守恆的條件判斷機械能是否守恆，並能運用機械能守恆定律解決有關問題。

科學態度與責任

認識機械能守恆定律對日常生活的影響，體會守恆思想對物理學的推動作用。

機械能守恆定律PPT，第二部分內容：課前學習

知識點一　追尋守恆量

知識點二　動能與位能的相互轉化

[觀圖助學]

上面三種情境中兒童、撐竿跳運動員、跳水運動員各有怎樣的能量轉換？

1.重力位能與動能：只有重力做功時，若重力對物體做正功，則物體的重力位能_________，動能_______，_____________轉化成了動能；若重力做負功，則_______轉化為_____________。

2.彈性位能與動能：只有彈簧彈力做功時，若彈力做正功，則彈簧彈性位能_______，物體的動能_______，_____________轉換為動能。

3.機械能

(1)定義：______________、彈性位能和_______都是機械運動中的能量形式，統稱為機械能。

(2)機械能的改變：透過_______或彈力做功，機械能可以從一種形式轉換成另一種形式。

[思考判斷]

(1)透過重力做功，動能和重力位能可以相互轉換。 ( )

(2)透過彈性做功，動能和彈性位能可以互相轉換。 ( )

(3)物體的機械能一定是正值。 ( )

(4)透過重力或彈力做功，機械能可以轉換成其他能。 ( )

知識點三　機械能守恆定律

1.機械能守恆定律

在只有_______或_______做功的物體系統內，動能與位能可以互相轉化，而總的機械能______________。

2.表達式：Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1。

3.機械能守恆條件：只有_______或彈力做功。

[思考判斷]

(1)做等速直線運動的物體機械能一定守恆。 ( )

(2)做變速運動的物體機械能可能守恆。 ( )

(3)外力對物體做功為零時，機械能一定守恆。 ( )

(4)機械能守恆時，物體可能受阻力。 ( )

(5)物體所受的外力不等於零，其機械能肯定不守恆。 ( )

(6)當物體的速度增加時，其機械能可能會減少。 ( )

機械能守恆定律PPT，第三部分內容：核心探究

核心要點一　機械能守恆條件的理解與判斷

1.研究對象

(1)當只有重力做功時，可取一個物體(其實是物體與地球構成的系統)作為研究對象。

(2)當物體間的彈力做功時，必須將這幾個物體構成的系統作為研究對象(使這些彈力成為系統內力)。

2.守恆條件理解

(1)從能量轉化分析，系統內部只發生動能和位能的相互轉化，無其他形式能量(如內能)之間轉化，系統機械能守恆。

(2)從做功條件分析，機械能守恆的條件是

可從以下三種情形理解：

①只受重力作用：如在不考慮空氣阻力的情況下的各種拋體運動(自由落體、垂直上拋、平拋、斜拋等)。

②受其他力，但其他力不做功，只有重力或彈力做功，例如：物體沿著光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力對物體不做功。

③有系統的內力做功，但是做功代數和為零。

[試題案例]

[例1] (多選)如圖所示，下列幾種情況，系統的機械能守恆的是()

A.圖甲中一顆彈丸在光滑的碗內做複雜的曲線運動

B.圖乙中運動員在彈跳床上越跳越高

C.圖丙中小車上放一木塊，小車的左側由彈簧與牆壁相連。小車在左右移動時，木塊相對於小車無滑動(車輪與地面摩擦不計)

D.圖丙中如果小車移動時，木塊相對於小車滑動

方法總結　判斷機械能守恆的方法

(1)做功分析法(常用於單一物體)

(2)能量分析法(常用於多個物體組成的系統)

[針對訓練2] (多選)如圖所示，一斜面放在光滑的水平面上，一個小物體從斜面頂端無摩擦地自由滑下，則在下滑的過程中()

A.斜面對小物體的彈性所做的功為零

B.小物體的重力位能完全轉換為小物體的動能

C.小物體的機械能不守恆

D.小物體、斜面和地球組成的系統機械能守恆

核心要點二　機械能守恆定律的應用

[問題探究]

如圖，質量為m的小球從光滑曲面上滑下。當它到達高度為h1的位置A時，速度的大小為v1，滑到高度為h2的位置B時，速度的大小為v2。在由高度h1滑到高度h2的過程中(不計空氣阻力)：

(1)小球的重力位能減少了多少？

(2)小球的動能增加了多少？

(3)小球下滑過程中機械能守恆嗎？若守恆，列出表達式。

(4)小球重力位能減少量等於動能的增加量嗎？

核心要點三　非質點類物體的機械能守恆問題

1.在應用機械能守恆定律處理實際問題時，經常遇到像「鏈條」「液柱」類的物體，其在運動過程中將發生形變，其重心位置相對物體也發生變化，因此這類物體不能再看成質點來處理。

2.物體雖然不能看成質點來處理，但因只有重力做功，物體整體機械能守恆。一般情況下，物體可分段處理，確定質量分佈均勻的規則物體各部分的重心位置，依初、末狀態物體重力位能的變化列式求解。

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更新時間: 2024-11-09

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