第四章 第五节 机械能守恒定律-2020-2021学年高中物理必修2【导学教程】同步辅导（教科版）课件PPT

第四章 机械能和能源 JK·物理·必修2 菜 单 第五节　机械能守恒定律 第四章 机械能和能源 JK·物理·必修2 菜 单 一、动能和势能的转化规律 1．动能和势能的转化实例 (1)自行车下坡时，重力势能____，动能_____。 (2)荡秋千过程中，向上摆动时，动能_______，重力势能_______，向下摆动时，动能_______，重力势能________。 减少 增加 减少 增加 增加 减少 基础知识落实 第四章 机械能和能源 JK·物理·必修2 菜 单 (3)撑杆跳高过程中，脱离杆之前，动能、重力势能、____________在相互转化，脱离杆后，只有________和___________在相互转化。 2．动能和势能相互转化时的特点：重力或弹力做正功时，_______向_______转化，做负功时，________向________转化。 弹性势能 动能 重力势能 势能 动能 动能 势能 第四章 机械能和能源 JK·物理·必修2 菜 单 3．动能和势能的转化规律 (1)实验探究 ①实验装置：将螺母用细线挂在铁架台上制成单摆。 ②实验步骤：把螺母拉起一个较小的角度，放手后，它能摆至另一侧的________位置；在铁架台的杆上固定一个夹子，当螺母摆到最低点时，细线被夹子挡住，但螺母仍能摆到另一侧的_____位置。 等高 等高 第四章 机械能和能源 JK·物理·必修2 菜 单 ③实验结论：忽略空气阻力，只有重力做功时，动能和势能在相互转化的过程中，______不变。 (2)理论探究 ①探究情景：物体做平抛运动的过程，如图4－5－1所示。 图4－5－1 总量 第四章 机械能和能源 JK·物理·必修2 菜 单 ②推导过程：A位置的机械能EA＝mgh1＋eq \f(1,2)mveq \o\al(2,1)； B位置的机械能EB＝mgh2＋eq \f(1,2)mveq \o\al(2,2)。 对A到B过程由动能定理有：mg(h1－h2)＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,2)－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,1)。即mgh1＋eq \f(1,2)mveq \o\al(2,1)＝mgh2＋eq \f(1,2)mveq \o\al(2,2)。即EA＝EB。 第四章 机械能和能源 JK·物理·必修2 菜 单 二、机械能守恒定律及其应用 1．定律内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能会发生____________，但机械能的总量______________。 2．定律表达式：(1)E1＝_______。 (2)Ep1＋Ek1＝____________。 (3)Ek2－Ek1＝__________。即ΔEk增＝______。 相互转化 保持不变 E2 Ep2＋Ek2 Ep1－Ep2 ΔEp减 第四章 机械能和能源 JK·物理·必修2 菜 单 3．守恒条件：只有重力(或弹力)做功。 4．机械能守恒的应用分析 如图4－5－2所示，小球从光滑斜轨道上由静止释放。 图4－5－2 第四章 机械能和能源 JK·物理·必修2 菜 单 (1)若h＜R，小球到达圆轨道上的等高位置处，速度为_____，因此小球______到达最高点。 (2)若h＝2R。小球到达圆轨道内做圆周运动，要到达圆轨道最高点，在最高点时一定有______，这违反了_______________，因此，h＝2R时，小球________到达圆轨道最高点。 零 不能 速度 机械能守恒定律 不能 第四章 机械能和能源 JK·物理·必修2 菜 单 (3)当h为多少时，才能过圆周最高点？若小球恰好到达最高点，此时mg＝eq \f(mv2,R)，对整个过程由机械能守恒定律有：mgh＝mg·2R＋eq \f(1,2)mv2，联立解得h＝eq \f(5,2)R，因此，只有当h≥eq \f(5,2)R时，小球才能过圆周最高点。 第四章 机械能和能源 JK·物理·必修2 菜 单 在以下两种条件下机械能是否守恒？ (1)只受重力。(2)只有重力做功。并说明两种条件含义是否相同？ 提示：两种条件下机械能均守恒，但两种条件的含义不同。只有重力做功时可能物体只受重力，也可能还受其他力，但其他力都不做功。 第四章 机械能和能源 JK·物理·必修2 菜 单 三、学生实验：验证机械能守恒定律 1．实验器材 铁架台(带夹子)，________________，重物(带纸带夹子)，纸带，复写纸，导线，___________，学生电源。 打点计时器 毫米刻度尺 第四章 机械能和能源 JK·物理·必修2 菜 单 重力 gh 2．实验