第4章 第5节 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（粤教版2019）

第五节　机械能守恒定律 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 学习目标 素养达标 1.知道什么是机械能，理解物体动能和势能的相互转化。 2．理解机械能守恒定律的内容和守恒条件。 3．能用机械能守恒定律分析生产和生活中的有关问题。 物理观念：系统、机械能。 科学思维：从能量转化角度理解机械能守恒定律。 科学探究：机械能守恒的条件。 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 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 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 一 动能与势能的相互转化 1．机械能：________与________(包括重力势能与弹性势能)统称为机械能。 动能 势能 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 2．网球下落的过程中，重力做______功，重力势能转化为______；网球与地面接触至下落到最低点的过程中，重力做________功，弹力做_____功，动能和重力势能转化为_________；网球从最低点上升至离开地面的过程中，重力做______功，弹力做________功，弹性势能转化为________能和________能；网球离开地面至上升到最高点的过程中，重力做________功，动能转化为________能。 正 动能 正 负 弹性势能 负 正 动 重力势 负 重力势 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 二 机械能守恒定律的理论验证 1.推导：在图中，物体在某一时刻处在位置A， 这时它的动能是Ek1，重力势能是Ep1，总机械能 是E1＝Ek1＋Ep1。经过一段时间后，物体运动到 另一位置B，这时它的动能是Ek2，重力势能是 Ep2，总机械能是E2＝Ek2＋Ep2，忽略运动过程中物体受到的阻力。由动能定理知，WG＝________。 根据重力的功与重力势能的关系有WG＝________。 从以上两式可得Ek2－Ek1＝Ep1－Ep2，则Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1。 Ek2－Ek1 Ep1－Ep2 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 2．内容：在只有________或________做功的系统内，动能与势能发生相互转化，而系统的机械能总量__________。 3．守恒定律表达式：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2。 重力 弹力 保持不变 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 [判断正误] (1)通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化。(　　) (2)物体的机械能一定是正值。(　　) (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。(　　) √ × × × √ 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 　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？ 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 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。 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 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)。 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 (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、曲面的支持力的作用，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。 (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。 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 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，若对物体或系统只有重力或弹力做功，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。 (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。 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 [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”。 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 　(多选)如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的