【新教材精创】1.5 科学验证：机械能守恒定律 课件（1）-鲁科版高中物理必修第二册(共23张PPT)

鲁科2019版必修第二册 1 功和机械能 1.5 科学验证：机械能守恒定律 为什么小球好象记着自已的位置不会碰到鼻尖？ 演示实验：碰鼻子实验 (1)物体沿光滑斜面下滑时 转化为 。 V (2)运动员撑杆跳的过程中 转化为 。 (3)反弹后的小球在上升过程中 转化为 。 重力势能 动能 动能 弹性势能 弹性势能 动能、重力势能 动能和势能之间可以相互转化 一、机械能 机械能（ ）：物体具有的动能和势能之和 思考：动能与势能的相互转化存在何种定量关系？ 二、机械能守恒定律 h1 h2 1 2 h 情景一：只受重力作用 做自由落体运动的小球 1、根据动能定理 2、根据重力做功 V1 V2 思考：两个式子的含义？ 动能增加 △EK 重力势能减少 △EP 初态机械能 E1 末态机械能 E2 物体只受重力作用，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。 小球沿光滑曲面下滑 mg FN h1 h2 情景二：除重力之外还受其他力，但只有重力做功 1 2 分析：下滑过程中支持力做功？ 重力势能变化？ 动能变化？ 0 物体只受重力作用，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。 思考：除重力之外，有其他力做功时，机械能会守恒吗？ h1 h2 1 2 h V1 V2 小球在下落过程中的空气阻力不可忽略 W总=WG+Wf EK2-EK1 EP1-EP2 EK2+EP2=EK1+EP1+Wf E2=E1+Wf （Wf<0） 根据动能定理 机械能不守恒 2 1 v1 v2 情景三：只有弹力做功 1、根据动能定理 2、根据弹力做功 WF= EK2-EK1 WF= EP1-EP2 EP1+EK1=EP2+EK2 在光滑水平面上反弹回来的小球 物体只受弹力作用，动能和弹性势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。 h1 h2 1 2 h V1 V2 mg FN h1 h2 1 2 2 1 v1 v2 在只有重力或弹力这类力做功的情况下，物体系统内的动能与势能相互转化，机械能的总量保持不变。 机械能守恒定律 E2＝E1 2.表达式： （1） 初状态机械能等于末状态机械能 （2） 减少的势能等于增加的动能 3.机械能守恒条件： （1）从做功角度看：只有重力或系统内弹力做功。 ① 物体只受重力或弹簧弹力，不受其他力。 ② 物体受到重力和弹簧弹力，还受到其他力，但其他力不做功，或其他力做的总功为零。 （2）从能量转化角度看：只有系统内动能和势能的相互转化，无其他形式能量的转化。 （3） ΔEA=-ΔEB 即A物体机械能的增加量等于B物体机械能的减少量 跳伞员利用降落伞在空中匀速下落 抛出的篮球在空中运动（不计阻力） 光滑水平面上运动的小球，把弹簧压缩后又被弹回来。 v 【学以致用】下列实例中哪些情况机械能是守恒的? 三、验证机械能守恒定律 实验目的 （1）验证机械能守恒 （2）进一步熟悉打点计时器的使用 （1）本实验采用什么方法验证机械能是否守恒的？ 用自由落体运动验证机械能守恒 （2）实验原理是什么？ 让带有纸带的重物自由下落，利用打点计时器记录重物下落过程中运动情况。选取纸带上的某点作为高度的起点，量出纸带上其他点相对该点的距离作为高度。再计算重物经过这些点的速度，算出动能。最后比较重力势能的减小量与动能的增加量，验证机械能守恒。 实验原理 0 1 2 3 4 起点 h4 测定第n点的即时速度的方法是：测出第n点的相邻的前、后两段相等时间T内下落的距离由下列公式算出： S3 S4 打点计时器、纸带、复写纸、重物、天平、刻度尺、铁架台（带铁夹）、学生电源等。 夹子 打点计时器 纸带 重物 ？ 铁架台 实验器材 实验步骤 （1）使用天平秤出重物质量 （2）纸带一段吊重物，另一端穿过打点计时器。 手提纸带，使重物靠近打点计时器并静止。接通电源，松开纸带，让重物自由落下。 （3）取下纸带，并选其中一个点作为参考点，设打该点时重物的重力势能为0，计算打改点时的动能，它就是重物下落过程中的动能与重力势能的总和。 （4）分别计算纸带上其他各点对应的物体的重力势能和动能之和。 （1）实验中打点记时器的安装，两纸带限位孔必须在同一竖直线上，以减少摩擦力。 （2）实验时，必须先接通电源，让打点记时器工作正常后才松开纸带让重锤下落。 （3）打点记时器必须接50Hz交流低压电源。 注意事项 （4）