第4章 5 机械能守恒定律（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册同步导学案（教科版2019）

5　机械能守恒定律 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 新课程标准 1.能够分析动能和势能之间的相互转化问题。 2.能够推导机械能守恒定律。 3.会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒。 4.能运用机械能守恒定律解决有关问题，并领会运用机械能守恒定律解决问题的优越性。 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 学业质量目标 了解动能和势能的相互转化，初步形成机械能的概念。(物理观念) 利用动能定理推导机械能守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。(科学思维) 通过几个关于机械能转化与守恒的实验体会守恒思想，培养学生学习物理的兴趣。(科学探究) 能在问题情境中根据机械能守恒条件，判断机械能是否守恒，并获得结论。(科学思维) 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 一 动能与势能的相互转化 1．重力势能与动能：只有重力做功时，若重力对物体做正功，则物体的重力势能______，动能______，__________转化为______；若重力做负功，则______转化为__________。 减少　 增加　 重力势能　 动能　 动能　 重力势能 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 2．弹性势能与动能：只有弹簧弹力做功时，若弹力做正功，则弹簧弹性势能______ ，物体的动能______，弹性势能转化为动能。 3．机械能：__________、弹性势能和______的统称，表达式为E＝Ek＋Ep。 二 机械能守恒定律 1．内容：在只有______或______做功的系统内，动能和势能会发生相互转化，但总机械能__________。 减少　 增加　 重力势能　 动能 重力　 弹力 保持不变 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 2．表达式：Ep1＋Ek1＝Ep2＋Ek2，即E1＝E2。 3．特例：机械能守恒定律是普遍的__________定律在力学范围内的一种特殊情况。 能量守恒 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 三 关于机械能转化与守恒的实验观察 1．摆球实验：忽略_________的影响，只有______对小球做功，细线的拉力不做功，小球的机械能守恒。 2．弹簧、重物实验：弹簧下端悬挂的钩码在竖直方向上往复运动，忽略__________的影响，只有______和弹簧的______做功，______和______组成的系统机械能守恒。 空气阻力　 重力　 空气阻力　 重力　 弹力　 弹簧　 钩码 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 对机械能守恒条件的理解 　 如图所示，小球抛出后在空中运动 (不计空气阻力)的过程机械能守恒吗？降落伞在 空中匀速下落时机械能守恒吗？ 提示：判断物体机械能守恒的依据是只有重力或弹力做功。小球抛出后，只受重力作用，机械能守恒；降落伞除了重力做功外，还有阻力做功，机械能不守恒。 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 1．对机械能守恒条件的理解 机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，可分为以下三种情况： (1)只受重力作用，如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动(自由落体、竖直上抛、平抛、斜抛等)。 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 (2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功，例如： ①物体沿光滑的曲面下滑，受重力和曲面的支持力作用，但曲面的支持力对物体不做功。 ②在光滑水平面上运动的小球碰到弹簧，把弹簧压缩后又被弹簧弹回来。 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 (3)除重力和弹力之外，还有其他力做功，但其他力做功的总和为零，系统机械能没有转化为其他形式的能，物体的机械能不变，这不是真正的守恒，但也可以当作守恒来处理。 2．机械能守恒的判断 (1)用做功来判断：分析物体或系统受力情况(包括内力和外力)，明确各力做功的情况，若只有重力或弹力对物体或系统做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则机械能守恒。 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 (2)用能量转化来判定：若系统中只有动能和势能的相互转化，无机械能与其他形式的能的转化，则系统机械能守恒。 [易错提醒] (1)机械能守恒的研究对象一定是系统，至少包括地球在内。 (2)“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 　下列对配图的说法正确的是(　　) 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 A．图1中，“蛟龙号”被吊车