【新教材精创】1.5 科学验证：机械能守恒定律 课件（2）-鲁科版高中物理必修第二册(共21张PPT)

鲁科2019版必修第二册 1 功和机械能 科学验证：机械能守恒定律 思考：前面学习了哪几种形式的能量？表达式是什么？分别对应什么力做功？ 重力势能EP 弹性势能EP 动能Ek WG=EP1-EP2 =-△EP 势能 机械能 W弹=EP1-EP2 = -△EP W合=Ek2-Ek1 =△Ek 动能 一、机械能 机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称， 用符号 E 表示。 3.机械能是标量，具有相对性。 1.概念： 2.表达式： 3、能量之间有转化么？ 4、上述过程中，仅有重力做功，小球总的机械能如何变化呢？ h2 h1 A B O v1 v2 图1：忽略空气阻力 O v2 v1 B A h2 h1 O v2 v1 B A h2 h1 图2：忽略空气阻力 图3：斜面是光滑的 mg△h=mgh1 － mgh2=1/2mv22－1/2mv12 1、小球受到哪些力的作用？ G G G N 2、哪些力对小球做功？ 仅有重力做功 重力势能转化为动能 mgh1 + 1/2mv12 =mgh2+1/2mv22 EB EA EB = EA 思考：比较问题4和5你从中能得到什么结论呢？ 5、若小球在上述过程中受到阻力的作用，其它条件不变。小球的机械能是否还守恒？ h2 h1 A B O v1 v2 图1：考虑空气阻力 O v2 v1 B A h2 h1 O v2 v1 B A h2 h1 图2：考虑空气阻力 图3：斜面是粗糙的 G G G N EA EB f f f 在只有重力做功的物体系统内，动能与重力势能相互转化，而总的机械能保持不变。 在光滑水平面上反弹的小球 FN G F FN G F 3、能量之间有转化么？ 1、小球受到哪些力的作用？ 2、哪些力对小球做功？ 仅有重力做功 弹性势能转化为动能 4、从B到C的过程中，仅有弹力做功，小球总的机械能如何变化呢？ EP1+EK1=EP2+EK2 EB EC WF =EP1-EP2=1/2mv22－1/2mv12 EB = EC 5、若小球往复运动过程中受到摩擦阻力，其它条件不变。小球的机械能是否还守恒？ 在光滑水平面上反弹的小球 FN G F f FN G F f EB EC 思考：结合问题4和5你从中能得到什么结论呢？ 在只有弹力做功的物体系统内，动能与弹性势能相互转化，而总的机械能保持不变。 二、机械能守恒定律 1.规律：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。 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） 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 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。 练习:除1外都不计空气阻力，哪些情况机械能是守恒的？ 1.跳伞员利用降落伞在空气中匀速下落 2.用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升 3. 用细绳系一小球，使小球在竖直平面内做圆周运动 4．轻弹簧拴一小球在竖直方向做往复运动 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 实验原理： 方法一：利用起始点和第n点 （1）若物体由静止下落高度h时，它的瞬时速度为v，那么重力势能的减小量为mgh，动能的增加量为 1/2mv2； （2）看它们在实验误差允许的范围内是否是相等，如果相等则验证了机械能守恒； h v 无需测其质量 A B 起点 h S1 S2 方法二：任取两点 若以重物下落过程中的某一点A为基准，设重物的质量为m，测出物体对应于A点的速度vA 再测出物体由A点下落△h后经过B点的速度vB 则在误差允许范围内，由计算得出 机械能守恒定律即被验证。 O 无需测其质量 夹子 打点计时器 纸带 重物 ？ 铁架台 实验器材 打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台（带铁夹）、学生电源等。 实验步骤 （1）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