2019版人教物理必修二同步配套课件：第七章+机械能守恒定律+7.5 (共24张PPT)

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人教版高中物理必修二 第七章第八节机械能守恒定律 课件(共16张PPT)【PPT优秀课件】- 精美版
1 2m v22m gh21 2m v12m gh1
结论 Ek2Ep2Ek1Ep1
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结 人教版高中物理必修二 第七章第八节机械能守恒定律 课件(共16张PPT)【PPT优秀课件】-精美版 论
在只有重力做功的物
动能与势能之间可以相互转化。
在动能势能的转
化过程中，动能和势 能是否存在某种定量 的关系？
只有重力做功 人教版高中物理必修二 第七章第八节机械能守恒定律 课件(共16张PPT)【PPT优秀课件】-精美版
质量为m的物体自由下落过程中，经过高度
h1的A点时速度为v1，下落至高度h2的B点处速度
为v2，不计空气阻力，取地面为参考平面。
所以，石头落地的速度为： v 2ghv02 2m 5/s
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课堂小结
概 念： 机械能是动能、重力势能、
机
弹性势能的统称
械 能
表达式：E Ek EP
机械能是标量，具有相对性
机 定律内容
械 能 守 恒
表达式
度是多大？
F
A
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G
θ
L·cosθ C
LLcos
L(1cos)
h
O
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增加的动能为：ΔEk＝12(mA＋mB)v2＝12(3mB)·2gh＝3mBgh，由 ΔEP＝ΔEk得 h
＝25H.
答案：B
6．(多选题)一个物体以一定的初速度竖直上抛，不计空气阻力，那么如 图所示中，表示物体的动能随高度 h 变化的图象 A，物体的重力势能 EP 随速 度 v 变化的图象 B，物体的机械能 E 随高度 h 变化的图象 C，物体的动能 Ek 随速度 v 的变化图象 D，可能正确的是( )
A．小球落到地面时相对于 A 点的水平位移值为 2 RH－2R2
B．小球落到地面时相对于 A 点的水平位移值为 2 2RH－4R2 C．小球能从细管 A 端水平抛出的条件是 H>2R
D．小球能从细管 A 端水平抛出的最小高度 Hmin＝25R
解析：要使小球从 A 点水平抛出，则小球到达 A 点时的速度 v>0，根据机 械能守恒定律，有 mgH－mg·2R＝12mv2，所以 H>2R，故选项 C 正确，选项 D 错误；小球从 A 点水平抛出时的速度 v＝ 2gH－4gR，小球离开 A 点后做平抛 运动，则有 2R＝21gt2，水平位移 x＝ vt，联立以上各式可得水平位移 x＝ 2 2RH－4R2，选项 A 错误，选项 B 正确．
第七章
机械能守恒定律
机械能守恒定律的应用
作业 ①进一步理解机械能守恒定律，并熟练掌握机械能守恒定律的应用 目标 步骤；②能解决与机械能有关的综合问题．
作业 设计
限时：40 分钟 满分：100 分
一、选择题(本题有 10 小题，每小题 6 分，共 60 分) 1．物体在平衡力作用下，下列说法正确的是( ) A．物体的机械能一定不变 B．物体的机械能一定增加 C．物体的机械能一定减少 D．以上说法都不对 解析：物体在平衡力的作用下，保持静止状态或匀速直线运动状态．如果保 持静止状态，机械能不变．如果保持匀速直线运动状态，就有多种情况：当物体 在水平面上做匀速直线运动时，物体的高度和速度都不变，那么它的动能和势能 也不变，所以机械能不变；当物体向上做匀速直线运动时，虽然速度不变，动能 不变，但物体的位置升高，势能增加，所以机械能增加；当物体向下做匀速直线 运动时，虽然速度不变，动能不变，但物体高度降低，势能减小，所以机械能减 小．一对平衡力做功之和为零，物体动能不变，所以物体在平衡力作用下只能保 证速度不变，不能保证高度不变，机械能可能增加，可能减少，也可能不变． 答案：D

课堂任务 机械能守恒定律 如图所示，质量为 m 的物体从光滑曲面顶端静止下 滑，经过 A、B 两个位置。认真参与“师生互动”。
活动 1：以地面为参考平面，图中物体在 A、B 点 的动能、势能、机械能各是什么？
提示：A 点：动能 Ek1＝12mv21，势能 Ep1＝mgh1， 机械能 E1＝Ek1＋Ep1＝12mv21＋mgh1。
D．丁图中，ω 越来越大，小球慢慢升高，小球的 机械能仍然守恒
解析 甲图中只有重力和弹力做功，物体 A 和弹簧组 成的系统机械能守恒，但物体 A 将弹簧压缩的过程中，弹 簧的弹性势能增大，物体 A 机械能减小，所以物体 A 机械 能不守恒，A 错误；乙图中物体 B 除受重力外，还受弹力、 拉力、摩擦力，但除重力之外的三个力做功代数和为零， 机械能守恒，B 正确；丙图中绳子张力对 A 做负功，对 B 做正功，两功代数和为零，A、B 组成的系统机械能守恒， C 正确；丁图中小球的动能增加，重力势能也增加，故机 械能增加，机械能不守恒(拉力对小球做正功)，D 错误。
若弹力对物体做正功，则弹簧的弹性势能 □09 减少 ， 物体的动能 □10 增加 ， □11 弹簧的弹性势 能转化
为 □12 物体的动能；若弹力对物体做负功，则弹簧的弹 性势能□13 增加，物体的动能 □14 减少 ，□15 物体的动 能 转化为 □16 弹簧的弹性势 能。
(3)机械能：□17 重力势能 、□18 弹性势能 和动能 的 统 称 ， 表 达 式 为 E ＝ Ek ＋ Ep 。 通 过 □19 重力 或 □20 弹力 做功，机械能可以从一种形式转化为另一种
B 点：动能 Ek2＝12mv22，势能 Ep2＝mgh2，机械能 E2＝Ek2＋Ep2＝12mv22＋mgh2。
活动 2：物体从 A 运动到 B 的过程中，能量怎么转 化？猜想守恒量是什么？

本题用动能定理求出阻力的功，再求阻力的 平均值。
功是力对空间的积累，用功除以位移求的是 力的空间平均值；
冲量是力对时间的积累，用冲量除以时间求 得的是力的时间平均值。
第八节 机械能守恒定律
第九节 实验：验证机械能守恒定律
O
A
B
C
D
E
hA
hB
hC
hD
hE
注意：
手不要上下运动或抖动(否则第一个点会比较大， 无法确定运动的起始位置)。拉紧纸带使重物紧 靠打点计时器，先接通电源打点再释放重锤运 动。
课本
⒋质量为m的汽车在平直公路上行使，阻力F保 特不变。当它以速度v、加速度a加速前进时， 发动机的实际功率正好等于额定功率，从此时 开始，发动机始终在额定功率下工作。 ⑴汽车的加速度和速度将如何变化？说出理由。 ⑵如果公路足够长，汽车最后的速度量多大？
说明：讨论汽车启动过程速度、加速度、功率 的变化问题。
第七节 动能 动能定理
课本
⒊质量是2g的子弹，以300m/s的速 度射入厚度是5cm的木板，射穿后 的速度是100m/s。子弹射穿木板 的过程中受到的平均阻力是多大？ 你对题目中所说的“平均”一词 有什么认识？
说明：这里的力的“平均值”是力 的空间平均值。
求功的一般方法： ⑴功的定义式：W＝Flcosα； ⑵用功率计算：W＝Pt ； ⑶用动能定理求功，特别是求变力的功。
所以求变力做功的方法是：把物 体通过各个小段所做的功加在一 起，就等于变力在整个过程中所 做的功。 例如：物体在水平地面 上沿曲线滑动，滑动摩擦力的大 小不变，利用上述方法可求克服 摩擦力所做的功W=﹣fs，其中s 为物体运动的路程。
例如：物体在水平地面上沿曲线 滑动，滑动摩擦力的大小不变， 利用上述方法可求克服摩擦力所 做的功W=﹣fs，其中s为物体运 动的路程。

kg·m2/s2=1 N·m=1 J。
4.动能是标量。
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二、动能定理
1.推导:如图所示,物体的质量为m,在与运动方向相同的恒力F的
作用下发生了一段位移l,速度由v1增加到v2。则力F做的功与物体
动能变化的关系推导如下:
由牛顿第二定律 F=ma,又由运动学公式得 2al=2 2 − 1 2 ,即
做功的力是变力还是恒力等诸多因素都可以不予考虑,使分析简化。
(2)应用牛顿运动定律和运动学规律时,涉及的有关物理量比较多,
对运动过程中的细节也要仔细研究,而应用动能定理只考虑合外力
做功和初、末两个状态的动能,并且可以把不同的运动过程合并为
一个全过程来处理。
探究一
探究二
探究三
2.应用动能定理解题的一般步骤
探究二
探究三
2.动能变化量的理解
(1)表达式:ΔEk=Ek2-Ek1,即末动能减初动能。
(2)物理意义:①ΔEk>0,表示动能增加;②ΔEk<0,表示动能减少;③
ΔEk=0,表示动能不变。
(3)变化原因:物体动能是因为合外力做功。合外力做正功,动能
增加,合外力做负功则动能减少。
(4)过程量:对应物体从一个状态到另一个状态的动能变化过程。
探究一
探究二
探究三
典例剖析
【例1】 (多选)关于动能的理解,下列说法正确的是 (
)
A.凡是运动的物体都具有动能
B.重力势能可以为负值,动能也可以为负值
C.一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能
不一定变化
D.动能不变的物体,一定处于平衡状态
解析:动能是物体由于运动而具有的能量,所以运动的物体都具有

面高H处自由落下，不计空气阻力，以桌面为参考面，则小球
落到地面时的机械能为（ B ）
A．mgh B．mgH C．mg（H+h） D．mg（H-h）
【典例示范】
下列情况中，说法正确的是（ C ）
A．物体做匀速运动时，机械能一定守恒 B．物体所受合外力做功为零时，机械能一定守恒 C．物体所受合外力做功不为零时，机械能可能守恒 D．物体做曲线运动时，机械能一定不守恒
球刚接触弹簧，
弹
直到把弹簧压
末状态机械能：
性
缩至最短位置
势
这个过程中。
此过程由动能定理可得：
能
间
的
转
结论：此过程机械能守恒
换
结
论 在只有弹力做功的物体系统内，物体的动能 和弹性势能可以相互转化，但机械能的总量
保持不变 Ep1 Ek1 Ep2 Ek2
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，机械能保持不变。
机械能守恒定律
知识回顾
动能和势能都是机械能
1、动能:物体由于运动而具有的能量。
2、重力势能:地球上的物体具有的跟它的高度有关的能量。
3、弹性势能:发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的 相互作用而具有的势能。
4、动能定理：合力所做的总功等于物体动能的变化。
5、重力做功与重力势能变化的关系：重力做的功等于物体重力势 能的减少量。
变式、一质量为m的木块放在地面上，用一根轻弹簧连着木块，
如图示，用恒力F拉弹簧，使木块离开地面，如果力F的作用点向
上移动的距离为h，则（ C ）
A. 木块的重力势能增加了Fh
B. 木块的机械能增加了Fh

1 阻力）
2 解：选择地面为零势能面，由机械能守恒可得
E K 2 mv v v02 2gh
课堂小结 概念
1、机械能 表达式：
机械能是标量，具有相对性
1机械能之间可以互相转化
2 2、机械能守恒定律
定律内容
E mv 表达式
E KE1 2 W GEP
2 机械能守恒定律成立的条件:只有重
以胜利，也可以失败，但你不能屈服。越是看起来极简单的人，越是内心极丰盛的人。盆景秀木正因为被人溺爱，才破灭了成为栋梁之材的梦。
树苗如果因为怕痛而拒绝修剪，那就永远不会成材。生活的激流已经涌现到万丈峭壁，只要再前进一步，就会变成壮丽的瀑布。生命很残酷，用悲伤让你了解 什么叫幸福，用噪音教会你如何欣赏寂静，用弯路提醒你前方还有坦途。山涧的泉水经过一路曲折，才唱出一支美妙的歌通过云端的道路，只亲吻攀登者的足 迹。敢于向黑暗宣战的人，心里必须充满光明。骄傲，是断了引线的风筝，稍纵即逝；自卑，是剪了双翼的飞鸟，难上青天。这两者都是成才的大向你的美好 的希冀和追求撒开网吧，九百九十九次落空了，还有一千次呢。只有创造，才是真正的享受，只有拼搏，才是充实的生活。激流勇进者方能领略江河源头的奇 观胜景忙于采集的蜜蜂，无暇在人前高谈阔论有一个人任何时候都不会背弃你，这个人就是你自己。谁不虚伪，谁不善变，谁都不是谁的谁。又何必把一些人， 一些事看的那么重要。有一种女人像贝壳一样，外面很硬，内在其实很软。心里有一颗美丽的珍珠，却从来不轻易让人看见。人生没有绝对的公平，而是相对 公平。在一个天平上，你得到越多，势必要承受更多，每一个看似低的起点，都是通往更高峰的必经之路。你要学会捂上自己的耳朵，不去听那些熙熙攘攘的 声音；这个世界上没有不苦逼的人，真正能治愈自己的，只有你自己。时间会告诉你一切真相。有些事情，要等到你渐渐清醒了，才明白它是个错误；有些东 西，要等到你真正放下了，才知道它的沉重。时间并不会真的帮我们解决什么问题，它只是把原来怎么也想不通的问题，变得不再重要了。 生活不是让你用来 妥协的。你退缩得越多，那么可以让你喘息的空间也就是越少。胸怀临云志，莫负少年时唯有行动才能解除所有的不安。明天的希望，让我们忘记昨天的痛！ 如果你不努力争取你想要的，那你永远都不会拥有它。过去属于死神，未来属于你自己其实每一条都通往阳光的大道，都充满坎坷。所有的胜利，与征服自己 的胜利比起来，都是微不足道。我已经看见，多年后的自己。自信！开朗！豁达！努力的目的在于让妈妈给自己买东西时像给我买东西一样干脆。被人羞辱的 时候，翻脸不如翻身，生气不如争气。成长道路谁都会受伤，我们才刚刚起航，必须学会坚强。每个人都是自己命运的建筑师。在成长的过程中，我学会了坚

C、物体所受的合力于零，它的机械能可能 守恒
D、物体所受的合力等于零，它的机械能一 定守恒
C

例二:
把质量为m的石头从h高的山崖上以角θ向斜上
方抛出，抛出时的初速度v0， 求石头落地时的速度vt是多大？（不计空气阻 力）
解：由机械能守恒可得
mgh12m02v12mt2v
vt v02 2gh
实验2:
结论2、 通过弹力做功，动能和弹性势能势 能可以相互转化。
请同学们再举例:பைடு நூலகம்
总结归纳：通过重力或弹力做功， 机械能可以从一种形式转化成另 一种形式
•问题：物体动能和势能相互转化 的量有怎样的关系呢？
请同学猜想？
三、机械能守恒定律
2、定律内容：
在只有重力和弹力做功的系统内， 系统的动能和势能发生互相转化， 但总机械能保持不变。
例三：
用细线连接一个小球，绳长L， 最大偏角θ 。求小球到最低点 的速度？
2gL(1 cos )
课堂小结
概念
1、机械能 表达式：E Ek EP
机械能是标量，具有相对性
机械能之间可以互相转化
2、机械能守恒定律
定律内容
表达式
EEEE m2g1 2 hm22vm1g1 2 hm12vE1
问题：在只有弹力做功的物体系内，物 体的动能和弹性势能势能相互转化的量 有怎样的关系呢？
二、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，动能与势能可以互相转化，但 总的机械能保持不变．
2.表达式: E1 E2
Ek1Ep1Ek2Ep2
1 2m12vmg 1h1 2m22vmg2 h
1、在距离地面20m高处以15m/s的初 速度水平抛出一小球，不计空气阻力， 取g＝10m/s2，求小球落地速度大小?

例：如图所示，下列四个选项的图中，木块均
在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜
面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B
中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所
示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的
木块向上运动.在这四个图所示的运动过程中机
械能守恒的是
（C）
B
C
例题：用细线连接一个小球， 绳长L，最大偏角θ。求小球 到最低点的速度？
重力作用。
由动能定理，得：W GEk2 Ek1 由 WGEP得：WG（Ep2 Ep1）
Ep2E k2 Ep1E k1
m2g1 2 hm22vm1g1 2 hm12v
可见，在只有重力做功的物体系统内， 动能和重力势能可以相互转化，而总的 机械能保持不变。
同样可以证明,在只有弹簧弹力做功的 物体系统内，动能和弹性势能可以相 互转化，而总的机械能保持不变。
例：物体质量m=2kg在距地面 10m高处，以10m/s的水平速 度飞行，求它的总机械能为多少？
一、机械能
1、概 念： 动能、重力势能和弹性势能的统称。
2、表达式： EEkEP
3、机械能是标量，具有相对性。 先选取参考平面才能确定机械能。
小球是否还能到达原来的高度？为什么？
定律推导
1、思考题：
θ
2gL(1cos)
1、在下列实例中运动的物体，不计空气阻力， 机械能不守恒的是：
A、起重机吊起物体匀速上升； B、物体做平抛运动； C、圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动； D、一个轻质弹簧上端固定，下端系一重物， 重物在竖直方向上做上下振动（以物体和弹簧 为研究对象）。
A
2.把质量为m的石头从h高的山崖上以角θ 向斜上方抛出，抛出时的初速度v0，求 石头落地时的速度v是多大？（不计空气 阻力）