人教版（2019）高中物理必修第二册课件：8.4-8.5 机械能守恒定律、实验 (共25张PPT)

在小球的运动过程中，有哪些物理量是变化的？哪些是不变的？你能找出不变的量吗？ 第八章 机械能守恒定律 8.4 机械能守恒定律 学习目标 1. 了解人们追寻守恒量历程,领会变中有恒的思想; 2. 知道什么是机械能，理解物体的动能和势能可以相互转化；  3. 掌握机械能守恒定律的内容及得出过程； 4. 会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，能运用机械能 守恒定律解决有关问题。 5.掌握验证机械能守恒定律实验的原理、操作步骤和实验数据处理方法，会分析实验误差 一、追寻守恒量 阅读教材第一部分，了解人们追寻守恒量的过程，领会变中有恒的思想 电能 生活中有各种不同形式的能量 风能 势能 动能 化学能 核能 内能 生活中有各种不同形式的能量 在转化过程中遵从能量守恒 关于能量的一些基本观点 二、动能与势能相互转化 过山车 射箭 撑杆跳高 2.动能和势能之间是通过什么实现相互转化的？依据是什么? 1.动能和势能是怎样变化的?依据是什么? 思考：在以上现象中 动能与重力势能相互转化 动能与弹性势能相互转化 动能与重力势能、弹性势能相互转化 机械能：重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式，统称为机械能 通过重力或弹做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式 动能与势能的相互转化是否存在某种定量的关系？ 三、机械能守恒定律 物体在某一时刻处在高度为 h1的位置A，这时它的速度是v1。经过一段时间后，物体下落到高度为h2的另一位置B，这时它的速度是v2 。 由动能定理可知，重力对物体做的功等于物体动能的增加： 重力对物体做的功等于物体重力势能的减 少，即 W ＝ mgh1 － mgh2 从以上两式可得 重力做了多少功，就有多少重力势能转化 为动能。 在只有重力做功的系统内，动能与重力势能互 相转化时总的机械能保持不变。 同样可以证明，在只有弹力做功的系统内，动能和 弹性势能互相转化时总的机械能也保持不变。 机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。 例、把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆（图 8.4-5），摆长为 l，最大偏 角为 θ。如果阻力可以忽略，小球运动到最低点时的速度大小是多少？ 解：以小球为研究对象。设最低点的重力势能为 0，以小球在最高点的状态作为 初状态，以小球在最低点的状态作为末状态。由机械能能守恒定律可得 小球运动到最低点时的速度 1、下列选项中物体m机械能守恒的是(均不计空气阻力）力)(　　) A、物体沿固定斜面匀速下滑 B、物块在F作用下沿固定斜面上滑 C、小球由静止沿光滑半圆形固定轨道下滑 D、细线拴住小球绕O点来回摆动 机械能守恒的条件判断 区分只有重力做功与只受到重力作用 机械能守恒的条件判断 （1）做功分析法（常用于单个物体） （2）能量分析法（常用于多个物体组成的系统） 关键：确定研究对象 验证机械能守恒定律 借助自由落体运动 8.5 实验：验证机械能守恒定律 ？ 要证明上式成立，需要知道哪些物理量？需要测出重物的质量吗？ 如何获得这些物理量？ 不需要测出重物的质量 测量这些物理量，需要哪些器材？ h v 实验原理： 实验器材： 给同学们提供以下实验器材，以小组为单位自主选择使用实验器材，合作探究及完成本节实验： 重物、打点计时器、墨粉纸盘、纸带、交流电源、铁架台（带铁夹）、毫米刻度尺 选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？ 明确实验目的和原理 设置实验情境 选用实验器材 拟定实验方案 根据以上几个方面，学生分组讨论进行实验方案设计。然后师生对比分析，确定方案。 1、自主交流合作 设计方案 根据讨论结果进行分组实验，学生4人一组进行实验，完成实验操作，记录实验数据 实验完成后，小组代表上台展示本组的实验过程、数据，得出实验结果； 2、分组实验 采集数据 通过实验，我们可以发现 ：自由落体运动中重力势能的减少量与动能的增加量几乎相等。 在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量。即：机械能守恒。 实验结论： 3、处理数据，得出结论 重力势能的减少大于动能的增加。 因重物下落中要克服阻力做功，实验的动能增加量必定稍小于重力势能减少量 思考与讨论：重力势能的减少与动能的增加哪个大一些呢？原因是什么呢？ 4、误差分析 1、[多选］下列关于机械能守恒的说法正确的是（　　） A. 物体匀速向上运动时所受合力为零，其机械能守恒 B. 物体做平抛运动时机械能守恒 C. 物体在竖直平面内做匀速圆周运动时机械能守恒 D. 物体沿光滑斜面下滑时机械能守恒 BD 课堂练习 2、下列说法正确的是（　　） A. 物体所受合力为零，机械能一定守恒 B. 物体所