4.5 机械能守恒定律 课件-2026-2027学年高一下学期物理教科版必修第二册

该高中物理课件聚焦机械能守恒定律，以“魔法”滚筒现象导入激发兴趣，通过旧知温习动能、势能概念，结合伽利略实验追寻守恒量，再经自由落体法和单摆数字化探究推导定律，构建从旧知到实验再到规律的学习支架。 其亮点是实验多样化与情境化融合，用打点计时器和数字化设备开展探究培养科学探究能力，借蹦极、勇敢者游戏实例深化能量观念，课堂小结系统梳理转化关系与守恒条件，助力学生理解规律，为教师提供丰富教学素材与实验方案。

第四章 机械能守恒定律 4.5 机械能守恒定律 高中物理-教科版 1 新课引入 “魔法”滚筒 为什么滚筒能沿斜面滚上去？ 旧知温习 本章学习的几种能量形式 一、动能 动能 : 二、势能 1、重力势能： 2、弹性势能： 一、追寻守恒量 伽利略认为，忽略阻力，改变斜面的倾斜程度，小球总是能达到与开始点相同的高度，决不会更高一点，也不会更低一点。 实验表明：斜面上的小球在运动过程中好像“记得 ”自己起始的高度。 “某个量在这个过程中是守恒的” 这个量叫做能量或能 一、追寻守恒量 机械能 一、追寻守恒量 1.概念：物体在某状态时的动能和势能（重力势能、弹性势能）统称为机械能。 注：①机械能是标量； ②机械能具有相对性，其大小与参考平面和参考系的选取有关。 2.表达式： 二、动能与势能的相互转化 我们以蹦极运动为例，分三个阶段分析做功与能量转化： 第一阶段：从跳台跳下到绳子刚好绷紧  第二阶段：绳子绷紧到速度最大 第三阶段：速度最大到最低点速度为0 针对这三个阶段，我们分别思考：重力、弹力的做功情况，以及动能、重力势能、弹性势能的转化规律。 二、动能与势能的相互转化 从上述实例我们可以看到，动能和势能之间的转化是通过重力或者弹力做功来实现的。重力或者弹力做正功的过程就是势能减少的过程，但减少的势能是否一定转化为动能呢？ 接下来我们就用实验来探究他们之间的转化 三、机械能守恒 自由落体法 1.实验原理 在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以相互转化，重力势能的减少量是否等于动能增加量，在不同位置动能加重力势能是否发生变化。 三、机械能守恒 自由落体法 2.实验器材 三、机械能守恒 自由落体法 3.实验步骤 1、如图连接打点计时器及电源； 2、将纸带一端固定在重物上，另一端穿过限位孔，用竖直提纸带，使重物静止在靠近打点计时器的位置； 3、接通电源，启动打点计时器，释放重物，打出纸带； 4、重复上一步过程，打3条纸带； 5、从纸带中选取第一二个点之间的距离小于并接近2mm且点迹清晰一条； 6、数据处理。 三、机械能守恒 自由落体法 4.数据处理 （1）利用打点计时器打出的纸带测出物体下落高度 h （2）利用时间t内的平均速度等于该时段中间时刻瞬时速度，算出对应时刻的速度V= 三、机械能守恒 自由落体法 计 数 点 下落高 度h（m） 速度v（m/s） 重力势 能Ep（J) 动能 Ek（J) 减少势能 ΔEp（J) 增加动能 ΔEk（J) 动能＋势能 0 1 × × × × × × × 2 3 4 5 × × × × × × × 4.数据处理 三、机械能守恒 单摆法——数字化探究 1.实验原理 在只有重力做功的单摆运动中，物体的重力势能和动能可以相互转化，重力势能的减少量是否等于动能增加量，在不同位置动能加重力势能是否发生变化。 三、机械能守恒 2.实验器材 单摆法——数字化探究 三、机械能守恒 3.实验步骤 1、如图组装器材（确保机械能守恒试验器竖直、数据采集器和平板电脑连接正常、光电门是否牢固）； 2、老师已经设置好各种参数； 3、将重物放在固定器上保持静止； 4、打开平板电脑里面软件，释放重物； 5、读出动能和势能，并且重复一次实验； 6、数据处理。 单摆法——数字化探究 三、机械能守恒 4.数据处理 单摆法——数字化探究 实验次数 重力势能Ep1 重力势能Ep2 重力势能Ep3 动能Ek1 动能Ek2 动能Ek3 Ep1＋Ek1 Ep2＋Ek2 Ep3＋Ek3 第一次                   第二次                   第三次                 三、机械能守恒 分组实验 计 数 点 下落高 度h（m） 速度v（m/s） 重力势 能Ep（J) 动能 Ek（J) 减少势能 ΔEp（J) 增加动能 ΔEk（J) 动能＋势能 0 1 × × × × × × × 2 3 4 5 × × × × × × × 实验次数 重力势能Ep1 重力势能Ep2 重力势能Ep3 动能Ek1 动能Ek2 动能Ek3 Ep1＋Ek1 Ep2＋Ek2 Ep3＋Ek3 第一次                   第二次                   第三次                 三、机械能守恒定律 1、内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。（系统初、末状态机械能的总和相等） 2、表达式：①Ek1+ Ep1=Ek2 + Ep1 ②m+mgh1 = m+mgh2 ③ΔEk=-ΔEp 守恒观点 转化观点 三、机械能守恒定律 3、守恒条件：物体系统内只有重力或系统内弹力做功(其他力不做功) 对守恒条件的理解： 系统不受其他力； 系统受其他力，而其他力不做功，只有重力（弹力）做功； 系统受其他力，除重力（弹力）以外的力也做功，但外力做功的代数和为零。 “魔法”滚筒的解释 勇敢者的游戏 如图所示，把悬挂的椰子拉至鼻尖由静止释放，实验者立于原地不动，小球来回摆动，能碰到鼻尖吗？ 一、动能与势能的相互转化 重力做功：动能       重力势能     弹力做功：动能        弹性势能 二、机械能守恒定律 1、内容：在只有重力和弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。 2、条件：（1）只有重力做功或弹力做功 （2）除重力（弹力）以外的力也做功，但外力做功的代数和为零。 课堂小结： 谢谢聆听 YOUR LOGO Wxmm_9020220615 Lavf58.20.100 $