《机械能守恒定律及其应用》优课一等奖课件.pptx
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1、高三总复习高三总复习 必修必修2 第五章第五章 机械能守恒定律机械能守恒定律 5、4 机械能守恒定律及其应用机械能守恒定律及其应用 第一课时第一课时高中物理学主要解决:高中物理学主要解决: 物体的受力、运动、功能转化等力学问题物体的受力、运动、功能转化等力学问题力力运动运动做功做功牛顿运动定律牛顿运动定律 结合运动学公式结合运动学公式定律结合运动学公式功能关系功能关系力力能量能量能量能量重力重力势能动能弹力弹性势能动能摩擦力内能动能电场力电势能动能磁场力电能动能不同的力做功伴随不同形式的能量转化不同的力做功伴随不同形式的能量转化三维目标:三维目标:1、知识与技能、知识与技能(1)理解重力势能。
2、知道重力势能的变化与)理解重力势能。知道重力势能的变化与重力做功的关系重力做功的关系 (2)知道什么是机械能,知道物体的动能和)知道什么是机械能,知道物体的动能和势能可以相互转化;势能可以相互转化;(2)理解机械能守恒定律的内容,知道它的)理解机械能守恒定律的内容,知道它的含义和适用条件;含义和适用条件;(3)在具体问题中,能判定机械能是否守恒)在具体问题中,能判定机械能是否守恒并能列出机械能守恒的方程式。并能列出机械能守恒的方程式。2、过程与方法、过程与方法 学会在具体的问题中判定物体的机械能是否学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒;守恒;3、情感、态度与价值观:、情感、态度与价值观:
3、 通过机械能守恒的教学,使学生树立科学通过机械能守恒的教学,使学生树立科学观点,理解和运用自然规律,并用来解决实际观点,理解和运用自然规律,并用来解决实际问题。问题。 本节知识内容要求教学重点:教学重点: 1.掌握机械能守恒定律的推导、建掌握机械能守恒定律的推导、建立过程,理解机械能守恒定律的内容;立过程,理解机械能守恒定律的内容; 2.在具体的问题中能判定机械能是在具体的问题中能判定机械能是否守恒,并能列出定律的数学表达式。否守恒,并能列出定律的数学表达式。教学难点:教学难点: 1.从能的转化和功能关系出发理解从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件;机械能守恒的条件; 2.能正确判断研
4、究对象在所经历的能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒,能正确分析物过程中机械能是否守恒,能正确分析物体系统所具有的机械能,尤其是分析、体系统所具有的机械能,尤其是分析、判断物体所具有的重力势能判断物体所具有的重力势能本节知识内容要求 模型建立模型建立问题变化问题变化 如图所示,小球质量为如图所示,小球质量为m,自弹簧上端竖直高度为自弹簧上端竖直高度为h处的处的A点点由静止下落,到达由静止下落,到达C点时速度为点时速度为0,B、C间距为间距为x,则此过程中:,则此过程中:(1)、小球重力做功是多少?小)、小球重力做功是多少?小球重力势能如何变化?变化量是球重力势能如何变化?变化量是多
5、少?多少?(2)、弹簧对小球的弹力做正功)、弹簧对小球的弹力做正功还是负功?弹簧的弹性势能是增还是负功?弹簧的弹性势能是增大还是减小?大还是减小?源于生活源于生活相关知识点迁延相关知识点迁延1.概念概念 地球上的物体由于受到重力的作用而具有跟它的高度有关的能,叫重力势能地球上的物体由于受到重力的作用而具有跟它的高度有关的能,叫重力势能.2.表达式表达式 EP=mgh3.矢量性矢量性 重力势能是标量,但有正,负,其意义是表示物体的重力势能比它在参考面上大还是小,这与功的正,重力势能是标量,但有正,负,其意义是表示物体的重力势能比它在参考面上大还是小,这与功的正,负的物理意义不同负的物理意义不同.
6、4.特点(特点(1)系统性:重力势能是物体和地球共有的)系统性:重力势能是物体和地球共有的. (2)相对性:重力势能的大小与参考平面的选择有关。重)相对性:重力势能的大小与参考平面的选择有关。重 力势能的变化是绝对的,与参考平面的选力势能的变化是绝对的,与参考平面的选取无关取无关.5.重力做功的特点:重力做功的特点: 物体运动时,重力对物体做的功只跟它的初物体运动时,重力对物体做的功只跟它的初, 末位置有关,而与运动的末位置有关,而与运动的 路径无关,等于重力路径无关,等于重力乘以高度差乘以高度差 W=mgh.6.重力做功与重力势能的变化的关系:重力做多少正(负)功,重力势能就减少(增加)多少
7、重力做功与重力势能的变化的关系:重力做多少正(负)功,重力势能就减少(增加)多少 WG=-EP.重力做功重力做功-重力势能重力势能1.定义:物体由于发生弹性形变而具有的能定义:物体由于发生弹性形变而具有的能2.大小:形变量和劲度系数有关。大小:形变量和劲度系数有关。3.弹力做功与弹性势能变化的关系:弹力做功与弹性势能变化的关系: 弹力做正(负)功,弹性势能减少(增加)。形变为零,弹性弹力做正(负)功,弹性势能减少(增加)。形变为零,弹性势能为零势能为零弹力做功弹力做功-弹性势能弹性势能知识回顾知识回顾1.机械能:动能和势能统称为机械能。机械能:动能和势能统称为机械能。E=EK+EP2.特点:标
8、量,具有相对性特点:标量,具有相对性3.机械能守恒定律内容:在只有重力或弹力做功的情况下,物机械能守恒定律内容:在只有重力或弹力做功的情况下,物体系统内的动能和势能相互转化,机械能的总量保持不变。体系统内的动能和势能相互转化,机械能的总量保持不变。4.条件:条件: (1)物体只受重力或弹簧弹力的作用(受力角度)物体只受重力或弹簧弹力的作用(受力角度)(2)物体或系统受重力或弹簧弹力之外还受其力,但其它力)物体或系统受重力或弹簧弹力之外还受其力,但其它力不做功或做功之和为零;(做功角度)不做功或做功之和为零;(做功角度)(3)对某一系统,物体间只有动能和重力势能及弹性势能相)对某一系统,物体间只
9、有动能和重力势能及弹性势能相互转化,系统跟外界没有发生机械能的传递,机械能也没有互转化,系统跟外界没有发生机械能的传递,机械能也没有转变成其他形式的能转变成其他形式的能(如没有内能产生如没有内能产生),则系统的机械能守,则系统的机械能守恒恒.(能量转化的角度)(能量转化的角度)机械能机械能-机械能守恒机械能守恒知识回顾知识回顾5、表达式、表达式:(1)系统初状态的总机械能等于末状态的总机械能)系统初状态的总机械能等于末状态的总机械能.守恒角度守恒角度注意零势面注意零势面(2)物体(或系统)变化的势能等于物)物体(或系统)变化的势能等于物 体(或系统)变化的动能体(或系统)变化的动能转化角度转化
10、角度(3)系统内)系统内A变化的机械能等于变化的机械能等于B变化的机械能变化的机械能转移角度转移角度问题问题2:在同一高度在同一高度,将物体以初速度将物体以初速度v0向不同方向不同方向抛出向抛出,从抛出到落地的过程中,重力的从抛出到落地的过程中,重力的做功是否一样?物体减少的重力势能是否做功是否一样?物体减少的重力势能是否一样?物体的机械能是否守恒?应当进行一样?物体的机械能是否守恒?应当进行怎样的理想处理?怎样的理想处理?应用巩固应用巩固源于生活源于生活模型建模型建立立问题问题1:一物体从一物体从h高处自由下落,高处自由下落,到落地过程中,重力做功到落地过程中,重力做功多少?物体减少的重力势
11、多少?物体减少的重力势能是多少?物体的机械能能是多少?物体的机械能是否守恒?是否守恒?问题变问题变化化知识迁延知识迁延问题问题3:(:(2013年新疆卷)目前,在地球周围有许多人造年新疆卷)目前,在地球周围有许多人造地球卫星绕着它转,其中一些卫星的轨道可近似为圆,且地球卫星绕着它转,其中一些卫星的轨道可近似为圆,且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中,轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中,只受到地球引力和薄气体阻力的作用,则下列判断正确的只受到地球引力和薄气体阻力的作用,则下列判断正确的是(是( )A.卫星的动能逐渐减小卫星的动能逐渐减小 B.由于地球引力做正功,引
12、力势能一定减小由于地球引力做正功,引力势能一定减小C.由于气体阻力做负功,地球引力做正功,机械能保持不由于气体阻力做负功,地球引力做正功,机械能保持不变变D.卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小 问题问题4:如下图所示,三面光滑的斜劈:如下图所示,三面光滑的斜劈放在水平面上,物块由静止沿斜劈下滑,放在水平面上,物块由静止沿斜劈下滑,则(则( )A物块动能增加,重力势能减少物块动能增加,重力势能减少B斜劈的动能为零斜劈的动能为零C物块的动能和重力势能总量不变物块的动能和重力势能总量不变D系统的机械能总量不变系统的机械能总量不变 模型建立模型建立问题变化
13、问题变化 如图所示,小球质量为如图所示,小球质量为m,自弹簧上端竖直高度为自弹簧上端竖直高度为h处的处的A点点由静止下落,到达由静止下落,到达C点时速度为点时速度为0,B、C间距为间距为x,则此过程中:,则此过程中:(1)、小球重力做功是多少?小)、小球重力做功是多少?小球重力势能如何变化?变化量是球重力势能如何变化?变化量是多少?多少?(2)、弹簧对小球的弹力做正功)、弹簧对小球的弹力做正功还是负功?弹簧的弹性势能是增还是负功?弹簧的弹性势能是增大还是减小?大还是减小?源于生活源于生活相关知识点迁延相关知识点迁延应用巩固应用巩固知识迁延知识迁延在上述问题中,小球自在上述问题中,小球自A落至落
14、至C的过程中能否说明小球的受力变的过程中能否说明小球的受力变化情况?各力的做功情况?物体能量的转化情况?牵涉到了那化情况?各力的做功情况?物体能量的转化情况?牵涉到了那些物体?机械能守恒吗?应当怎样表述?些物体?机械能守恒吗?应当怎样表述?(2011年新疆卷年新疆卷 )一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略,运下落,到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点,下列说法正确的是动员可视为质点,下列说法正确的是( ) A运动员到达最低点前重力势能始终减小运动员到达最低点前重
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