2020-2021学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册1.5科学验证：机械能守恒定律课件

第1章　功和机械能 第5节　科学验证：机械能守恒定律 课标解读 课标要求 素养形成 1.了解人们追寻守恒量和建立 “能量”概念的漫长过程 2.理解机械能守恒定律,体会守恒观念对认识物理规律的重要性 3.能用机械能守恒定律分析生 产生活中的有关问题 1.物理观念:知道能量守恒是自然界的重要规律,知道什么是机械能,理解机械能守恒定律的内容及条件 2.科学思维:领悟从守恒的角度分析问题的方法,会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒,并能运用机械能守恒定律解决有关问题 3.科学态度与责任:认识机械能守恒定律对日常生活的影响,体会守恒思想对物理学的推动作用 精读教材·必备知识 情境导学 将小球从A点由静止释放,小球摆到C点,在没有空气阻力的情况下,会发现C点 与A点的高度　　　    ,说明小球运动的过程中　　　    是不变的。   相同 机械能 必备知识 新知梳理 机械能守恒定律 1.机械能:物体的         与          之和。 2.内容:在只有重力或弹力这类力做功的情况下,物体系统的动能与势能          ,机械能的总量         。 3.条件:只有         或         对物体做功,与运动方向和轨迹的曲、直无关。 4.表达式:(1) m +mgh1= m +mgh2,即Ek1+Ep1=Ek2+        。 (2)mgh1-mgh2= m - m ,即ΔEp减=         。 动能 重力势能(弹性势能) 相互转化 保持不变 重力 弹力 Ep2  ΔEk增 1.物体自由下落时,重力做正功,物体的动能和重力势能都增加。 (    　) 2.通过重力或弹力做功,机械能可以转化为非机械能。 (    　) 3.合力为零,物体的机械能一定守恒。 (    　) 4.合力做功为零,物体的机械能一定守恒。 (    　) 5.只有重力做功,物体的机械能一定守恒。 (　　) 思维诊断  ✕  ✕  ✕  ✕  √ 互动探究·关键能力 情境探究 要点一　机械能守恒定律的理解 如图所示,质量为m的物体沿光滑曲面滑下的过程中,下落到高度为h1的A处时 速度为v1,下落到高度为h2的B处时速度为v2,重力加速度为g,不计空气阻力,选 择地面为参考平面。   探究1:求从A至B的过程中重力做的功; 提示:W=mgΔh=mg(h1-h2)=mgh1-mgh2 ① 探究2:求物体在A、B处的机械能EA、EB; 提示:EA=mgh1+ m  ② EB=mgh2+ m  ③ 探究3:比较物体在A、B处的机械能的大小。 提示:由动能定理:W= m - m  ④ 由①④得: m +mgh2= m +mgh1 即EB=EA。 1.机械能守恒的几种常见情况 知识深化 做功情况 例证 只有重力做功 所有做抛体运动的物体(不计空气阻力)机械能守 恒;物体沿固定的光滑平面或曲面运动 只有弹力做功 轻质弹簧拉着物块在光滑水平面上做往复运动,物块和弹簧组成的系统机械能守恒 只有重力和系统内的弹力做功 如图,不计空气阻力,球在运动过程中,只有重力和弹簧与球间的弹力做功,球与弹簧组成的系统机械能守恒。但单独对球(或者弹簧)来说,机械 能不守恒   如图,所有摩擦不计,A自B上自由下滑过程中,只有重力和A、B间弹力做功,A、B组成的系统机械能守恒。但对B来说,A对B的弹力做正功,但这 个力对B来说是外力,B的机械能不守恒,同理A的机械能也不守恒   有其他力做功,但做功代数和为0 如图,忽略绳的质量与摩擦,在A、B匀速运动过程中,只有重力和细绳的拉力FA和FB做功,FA做负功,FB做正功,且WA+WB=0,故A、B系统机械能守恒。但A(或B)的机械能不守恒,A的机械能减小,B 的机械能增加   2.判断机械能守恒的方法 (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)   典例1　以下物体运动过程,满足机械能守恒的是 (　　) A.在草地上滚动的足球 B.从旋转滑梯上滑下的小朋友 C.竖直真空管内自由下落的硬币 D.匀速下落的跳伞运动员 题组过关  C 解析　在草地上滚动的足球要克服阻力做功,机械能不守恒,故A错误;小 朋友从旋转滑梯上滑下时,受阻力作用,阻力做负功,机械能减小,故B错误;真空 管内自由下落的硬币只有重力做功,重力势能转化为动能,机械能守恒,故C正 确;匀速下落的跳伞运动员受重力和空气阻力而平衡,阻力做负功,故机械能减 少,D错误。 易错提醒 判断机械能是否守恒应注意的问题 (1)物体在共点力作用下所受合外力为0是物体处于平衡状态的条件。物体受 到的合外力为