《机械能守恒定律》PPT优质课件
第一部分内容：核心素养目标
知道能量守恒是自然界的重要规律，知道什么是机械能，理解机械能守恒定律的内容及条件。
领悟从守恒的角度分析问题的方法，会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，并能运用机械能守恒定律解决有关问题。
科学态度与责任
认识机械能守恒定律对日常生活的影响，体会守恒思想对物理学的推动作用。
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机械能守恒定律PPT，第二部分内容：课前学习
知识点一 追寻守恒量
知识点二 动能与势能的相互转化
[观图助学]
在上面三种情景中儿童、撑竿跳运动员、跳水运动员各有怎样的能量转化？
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_______，_____________转化成了动能；若重力做负功，则_______转化为_____________。
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_______，_____________转化为动能。
3.机械能
(1)定义：______________、弹性势能和_______都是机械运动中的能量形式，统称为机械能。
(2)机械能的改变：通过_______或弹力做功，机械能可以从一种形式转化为另一种形式。
[思考判断]
(1)通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化。( )
(2)通过弹力做功，动能和弹性势能可以相互转化。( )
(3)物体的机械能一定是正值。( )
(4)通过重力或弹力做功，机械能可以转化为其他能。( )
知识点三 机械能守恒定律
1.机械能守恒定律
在只有_______或_______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______________。
2.表达式：Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1。
3.机械能守恒条件：只有_______或弹力做功。
[思考判断]
(1)做匀速直线运动的物体机械能一定守恒。( )
(2)做变速运动的物体机械能可能守恒。( )
(3)外力对物体做功为零时，机械能一定守恒。( )
(4)机械能守恒时，物体可能受阻力。( )
(5)物体所受的外力不等于零，其机械能肯定不守恒。( )
(6)物体的速度增大时，其机械能可能减小。( )
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机械能守恒定律PPT，第三部分内容：核心探究
核心要点一 机械能守恒条件的理解与判断
1.研究对象
(1)当只有重力做功时，可取一个物体(其实是物体与地球构成的系统)作为研究对象。
(2)当物体之间的弹力做功时，必须将这几个物体构成的系统作为研究对象(使这些弹力成为系统内力)。
2.守恒条件理解
(1)从能量转化分析，系统内部只发生动能和势能的相互转化，无其他形式能量(如内能)之间转化，系统机械能守恒。
(2)从做功条件分析，机械能守恒的条件是
可从以下三种情形理解：
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)。
②受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功，例如：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。
③有系统的内力做功，但是做功代数和为零。
[试题案例]
[例1] (多选)如图所示，下列几种情况，系统的机械能守恒的是( )
A.图甲中一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动
B.图乙中运动员在蹦床上越跳越高
C.图丙中小车上放一木块，小车的左侧由弹簧与墙壁相连。小车在左右运动时，木块相对于小车无滑动(车轮与地面摩擦不计)
D.图丙中如果小车运动时，木块相对于小车滑动
方法总结 判断机械能守恒的方法
(1)做功分析法(常用于单个物体)
(2)能量分析法(常用于多个物体组成的系统)
[针对训练2] (多选)如图所示，一斜面放在光滑的水平面上，一个小物体从斜面顶端无摩擦地自由滑下，则在下滑的过程中( )
A.斜面对小物体的弹力做的功为零
B.小物体的重力势能完全转化为小物体的动能
C.小物体的机械能不守恒
D.小物体、斜面和地球组成的系统机械能守恒
核心要点二 机械能守恒定律的应用
[问题探究]
如图，质量为m的小球从光滑曲面上滑下。当它到达高度为h1的位置A时，速度的大小为v1，滑到高度为h2的位置B时，速度的大小为v2。在由高度h1滑到高度h2的过程中(不计空气阻力)：
(1)小球的重力势能减少了多少？
(2)小球的动能增加了多少？
(3)小球下滑过程中机械能守恒吗？若守恒，列出表达式。
(4)小球重力势能减少量等于动能的增加量吗？
核心要点三 非质点类物体的机械能守恒问题
1.在应用机械能守恒定律处理实际问题时，经常遇到像“链条”“液柱”类的物体，其在运动过程中将发生形变，其重心位置相对物体也发生变化，因此这类物体不能再看成质点来处理。
2.物体虽然不能看成质点来处理，但因只有重力做功，物体整体机械能守恒。一般情况下，可将物体分段处理，确定质量分布均匀的规则物体各部分的重心位置，根据初、末状态物体重力势能的变化列式求解。
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发布于：2020-05-25 07:16:13
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高中必修二
《机械能守恒定律》PPT优秀课件
第一部分内容：学习目标
1.了解人们追寻守恒量和建立“能量”概念的漫长过程.
2.知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化.
3.能够推导出机械能守恒定律.
4.会判断一个过程机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题.
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机械能守恒定律PPT，第二部分内容：01梳理教材 夯实基础
一、追寻守恒量
伽利略曾研究过小球在斜面上的运动，如图1所示.
将小球由斜面A上某位置由静止释放，如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球在斜面B上速度变为0(即到达最高点)时的高度与它出发时的高度______，不会更高一点，也不会更低一点.这说明某种“东西”在小球运动的过程中是______的.
二、动能与势能的相互转化
1.重力势能与动能的转化
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______，物体的____________转化为______；若重力对物体做负功，则物体的重力势能______，动能______，物体的______转化为____________ .
2.弹性势能与动能的转化
只有弹簧弹力做功时，若弹力对物体做正功，则弹簧的弹性势能______，物体的动能____________，弹簧的____________转化为物体的______；若弹力对物体做负功，则弹簧的弹性势能______，物体的动能______ ，物体的______转化为弹簧的____________.
3.机械能：____________、____________与______统称为机械能.
三、机械能守恒定律
1.内容：在只有______ 或______做功的物体系统内，____________与____________可以互相转化，而__________________保持不变.
2.表达式：1/2mv22＋mgh2＝1/2mv12＋mgh1或Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1.
3.应用机械能守恒定律解决问题只需考虑运动的____________和____________，不必考虑两个状态间____________，即可以简化计算.
1.判断下列说法的正误.
(1)通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化.( )
(2)机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用.( )
(3)合力为零，物体的机械能一定守恒.( )
(4)合力做功为零，物体的机械能一定保持不变.( )
(5)只有重力做功时，物体的机械能一定守恒.( )
2.如图2所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由落下，不计空气阻力，设桌面处的重力势能为零，则小球落到地面前瞬间的机械能为______.
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机械能守恒定律PPT，第三部分内容：02探究重点 提升素养
一、机械能守恒定律
如图3所示，质量为m的物体沿光滑曲面滑下的过程中，下落到高度为h1的A处时速度为v1，下落到高度为h2的B处时速度为v2，重力加速度为g，不计空气阻力，选择地面为参考平面.
(1)求从A至B的过程中重力做的功；
(2)求物体在A、B处的机械能EA、EB；
(3)比较物体在A、B处的机械能的大小.
1.对机械能守恒条件的理解
(1)只有重力做功，只发生动能和重力势能的相互转化.
(2)只有弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化.
(3)只有重力和弹力做功，发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化.
(4)除受重力或弹力外，其他力也做功，但其他力做功的代数和为零.如物体在沿斜面的拉力F的作用下沿斜面运动，若已知拉力与摩擦力的大小相等，方向相反，在此运动过程中，其机械能守恒.
2.判断机械能是否守恒的方法
(1)利用机械能的定义直接判断：若动能和势能中，一种能变化，另一种能不变，则其机械能一定变化.
(2)用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒.
(3)用能量转化来判断：若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒.
例1 (多选)如图4所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是
A.甲图中，物体将弹簧压缩的过程中，物体和弹簧组成的系统机械能守恒(不计空气阻力)
B.乙图中，物体在大小等于摩擦力的沿斜面向下的拉力F作用下沿斜面下滑时，物体机械能守恒
C.丙图中，物体沿斜面匀速下滑的过程中，物体机械能守恒
D.丁图中，斜面光滑，物体在斜面上下滑的过程中，物体机械能守恒
针对训练1 (2018·厦门市高一下学期期末)以下物体运动过程 ，满足机械能守恒的是
A.在草地上滚动的足球
B.从旋转滑梯上滑下的小朋友
C.竖直真空管内自由下落的硬币
D.匀速下落的跳伞运动员
例2 (多选)(2018·鹤壁市高一下学期期末)如图5，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上.其上方A位置有一小球，小球从静止开始下落到B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零.不计空气阻力，则小球
A.下落至C处速度最大
B.由A至D下落过程中机械能守恒
C.由B至D的过程中，动能先增大后减小
D.由A至D的过程中重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
二、机械能守恒定律的应用
1.机械能守恒定律常用的三种表达式
(1)从不同状态看：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2(或E1＝E2)
此式表示系统两个状态的机械能总量相等.
(2)从能的转化角度看：ΔEk＝－ΔEp
此式表示系统动能的增加(减少)量等于势能的减少(增加)量.
(3)从能的转移角度看：ΔEA增＝ΔEB减
此式表示系统A部分机械能的增加量等于系统剩余部分，即B部分机械能的减少量.
2.机械能守恒定律的应用步骤
首先对研究对象进行正确的受力分析，判断各个力是否做功，分析是否符合机械能守恒的条件.若机械能守恒，则根据机械能守恒定律列出方程，或再辅以其他方程进行求解.
例3 (2018·山师大附中高一下学期期末)如图6是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图，斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接，斜面AB和圆形轨道都是光滑的，圆形轨道半径为R，一个质量为m的小车(可视为质点)在A点由静止释放沿斜面滑下，小车恰能通过圆形轨道的最高点C.已知重力加速度为g.求：
(1)A点距水平面的高度h；
(2)运动到B点时小车对轨道压力的大小.
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机械能守恒定律PPT，第四部分内容：03随堂演练 逐点落实
1.(机械能是否守恒的判断)(2018·郑州市高一下学期期末)下列说法正确的是
A.拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升时，物体的机械能守恒
B.物体做竖直上抛运动时，机械能守恒
C.物体从置于光滑水平面的光滑斜面体上自由下滑时，机械能守恒
D.合外力对物体做功为零时，物体机械能一定守恒
2.(机械能守恒定律的应用)以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面(足够长)上滑，如图8所示，三种情况达到的最大高度分别为h1、h2和h3，不计空气阻力，则
A.h1＝h2＞h3
B.h1＝h2＜h3
C.h1＝h3＜h2
D.h1＝h3＞h2
3.(机械能守恒定律的应用)如图9所示，由距离地面h2＝1 m的高度处以v0＝4 m/s的速度斜向上抛出质量为m＝1 kg的物体，当其上升的高度为h1＝0.4 m时到达最高点，最终落在水平地面上，现以过抛出点的水平面为零势能面，取重力加速度g＝10 m/s2，不计空气阻力，则
A.物体在最大高度处的重力势能为14 J
B.物体在最大高度处的机械能为16 J
C.物体在地面处的机械能为8 J
D.物体在地面处的动能为8 J
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发布于：2020-05-25 16:46:44
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高中必修二
《机械能守恒定律》PPT课件
第一部分内容：学习目标
1. 知道能量守恒是自然界的重要规律．
2. 知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化；
3. 掌握机械能守恒定律的内容及得出过程；
4. 会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，能运用机械能 守恒定律解决有关问题。
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机械能守恒定律PPT，第二部分内容：生活中的守恒观点
生活实例：正常的水表连在自来水管道中，总表的读数应该等于各分表的读数的总和，这就是守恒关系
如果总表的读数不等于各分表读数，你会怎么想呢？是否守恒关系不成立了呢？
关于能量的一些基本观点
生活中有各种不同形式的能量
各种不同形式的能量可以相互转化
在转化过程中遵从能量守恒
既然能量对于人们的生产、生活如此重要，那究竟能量是什么呢？
由于能量过于抽象，要用一句话来来说明什么是能量并非易事，这也是牛顿未能把“能量”这一重要的概念留给我们的原因。
能量的概念是人类在对物质运动规律进行长期探索中逐渐建立起来的。但在牛顿之前的伽利略理想斜面实验中，我们就能发现它的萌芽。
伽利略理想斜面实验
思考：小球在光滑的斜面Ａ上从高为h处由静止滚下，滚上另一光滑的斜面Ｂ，速度变为零时的高度为h1 ，h和h1的大小关系怎样？如果减小斜面B的倾角呢？
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（或与高度相关的某个量）。
后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。
概念：势能
相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能（potential energy）。
概念：动能
物体由于运动而具有的能量叫做动能（kinetic energy）。
机械能：动能与势能的总和 。
【探究一:动能与势能相互转化】
【探究二:动能与势能相互转化的定量关系】
如图，一个质量为m的小球自由下落,经过某高度为h１的A点时速度为v１，下落到某高度为h2的B点时速度为v2，试写出小球在A点时的机械能E1和在B 点时的机械能E2，并找出小球在A、B 时所具有的机械能E1、E2之间的数量关系。
【探究三:机械能守恒条件】
1、只有重力做功
2、只有弹力做功
3．机械能守恒定律成立的条件：
（1）从做功角度分析
只有重力或弹力做功，
（2）从能量转化角度分析
只有系统内动能和势能相互转化。
利用机械能守恒定律解题思路
(1)确定研究对象，
(2)对研究对象进行正确的受力分析，
(3)判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件，
(4)选取零势能参考平面，并确定研究对象在初、末状态时的机械能，
(5)根据机械能守恒定律列出方程，进行求解。
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机械能守恒定律PPT，第三部分内容：课堂小结
1、伽利略斜面实验表明：“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量。
2、机械能：E=Ek+Ep
3、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，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
（2）条件：只有重力、弹力做功
（3）结论： E1=E2
下降ΔEp减=ΔEK增 上升ΔEp增=ΔEk 减
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机械能守恒定律PPT，第四部分内容：常考题型
题组一 守恒量
题1 伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于同它开始点相同高度的点，不会更高一点，也不会更低一点。这说明小球在运动过程中有一个“东西”是不变的，这个“东西”应是（ ）
A.弹力B.势能C.速度D.能量
【解析】在伽利略的斜面实验中，小球从一个斜面滚到另一个斜面，势能先减小后增大，速度先增大后减小，不变的“东西”应是能量，包括动能和势能。
【点拨】伽利略的斜面实验中，小球的高度、速度、势能和动能都是在不断变化的，只有能量是守恒的。
题2 ［多选］伽利略斜面实验使人们认识到引入能量概念的重要性。在此实验中能说明能量在小球运动过程中不变的理由是（ ）
A.小球滚下斜面时，高度降低，速度增大
B.小球滚上斜面时，高度升高，速度减小
C.小球能准确地达到与起始点等高的高度
D.小球能在两斜面之间永不停止地来回滚动
题组二 势能、动能及能量转化
题3 跳板跳水运动员在弹离跳板后，先上升到一定的高度，在空中完成一系列复杂而优美的动作后入水，如图所示。将运动员视为质点，请你分析一下从运动员起跳到入水的全过程，有哪些能量发生了相互转化？
【答案】跳水运动员在走板和起跳时要先使跳板上下振动，此过程中运动员将身体储存的化学能转化为跳板的（弹性）势能，然后再将这一（弹性）势能转化为身体起跳的动能；运动员离开跳板上升的过程中，动能逐渐减少，重力势能逐渐增加，动能转化为（重力）势能；当运动员从最高点下降时，（重力）势能逐渐减少，运动员的动能逐渐增加，此过程是（重力）势能转化为动能的过程；运动员入水后，受水的阻力作用，运动员的（重力）势能和动能都要减少，这部分能量转化为内能。
能量理解的三个要点
（1）能量与物体的运动相对应，是对物体不同运动形式的统一量度，不同的运动形式对应不同的能量。
（2）不同形式的能量可以相互转化。
（3）能量是状态量，与物体的状态相对应。
题4［2019·内蒙古师大附中高一月考］在室内滑雪场，游客们足不出户即可享受滑雪的乐趣，游客先乘自动扶梯至雪坡顶端，然后顺坡滑下，滑到平地上后很快便停下来，从雪坡顶端到最后停下来的整个过程中，下列说法中正确的是（ ）
A.游客的动能先增加后减少，动能与势能之和不变
B.游客的动能先增加后减少，动能与势能之和一直减少
C.游客的动能先增加后减少，动能与势能之和先增加后不变
D.游客的动能先增加后减少，动能与势能之和先增加后减少
【解题依据】
（1）势能与物体的相对位置有关，重力势能与物体的高度有关。
（2）一切运动的物体都具有动能，物体的速度增大或减小时，物体的动能也随之增大或减小。
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发布于：2020-05-25 03:03:16
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