2018-2019学年高中物理人教版必修二课件：第七章机械能守恒定律1-2

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第七章 机械能守恒定律
特别提醒：(1)弹性势能是发生弹性形变的物体上所有质点因相对位置改变
而具有的能量，因而也是对系统而言的。
(2)弹性势能也是相对的，其大小在选定了零势能点后才有意义。对弹簧， 零势能点一般选弹簧自由长度时。 (3)物体上升，物体克服重力做功，重力势能增加，用力拉或压弹簧，克服 弹力做功，弹性势能增加。
弹性势能 。这一点与重力做功跟重力势能变化的关系相 式的能转化为弹簧的 __________
似。
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第七章 机械能守恒定律
预习反馈
『判一判』 (1)发生形变的物体就具有弹性势能。( × ) (2)弹性势能是一个标量。( √ ) (3)当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大。( × ) (4)若规定弹簧处于原长时，弹簧弹性势能为零，则弹簧的弹性势能不会有
新课标导学
物
理
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第七章
机械能守恒定律
第五节 探究弹性势能的表达式
第七章 机械能守恒定律
学习目标
※ ※ ※
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理解弹性势能的概念及意义 探究弹性势能与哪些因素有关，能总结出弹性势能表达式 体会弹性势能在日常生活中的应用，提高学习物理的兴趣
第七章 机械能守恒定律
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解题指导：明确弹性势能大小的变化关系是解题的关键。弹性势能与劲度 系数k有关，还与形变量有关，形变量越大，弹性势能越大。
第七章 机械能守恒定律
解析：弹簧的弹性势能的大小，除了跟劲度系数k有关外，还跟它的形变量 ( 拉伸或压缩的长度 )有关，如果弹簧原来处在压缩状态，当它变长时，它的弹

方法二:任取两点A、B,测出hAB,算出ghAB和(
则说明机械能守恒定律是正确的。
方法三:图象法,从纸带上选取多个点,测量从第一点到 其余各点的下落高度h,并计算各点速度的平方v2,然后
1 2 1 2 以 v 为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出 v -h 2 2
图线。若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜
f 1 2 2 (g ) h,v2-h为一条过原点的直线,故该 mv ,v =2 m 2
同学判断不正确。要想通过v2-h图象的方法验证机械
能是否守恒,还必须看图象的斜率是否接近2g。
答案:(1)A
(2)A、B
(3)-mghB
hC hA 2 1 m( ) 2 2T
(4)C
(5)不正确
类型三
m x x (2) 5 2 3 8T
2
ΔEp=mg2】用图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”
实验。
(1)为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中 任意两点间的 ( )
A.动能变化量与势能变化量
B.速度变化量和势能变化量
C.速度变化量和高度变化量
(2)(多选)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、 电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必 须使用的两种器材是 ( )
不需要测出质量,选项C正确、D错误。
x5 x3 (2)4点的瞬时速度:v4= ,则打点计时器打点“4” 2T
时,重锤动能的表达式为: Ek4= 1 mv 4 2 m x 5 2 x 3 ;从“0”点到“4”点的过程中
2
2
8T
重锤重力势能的减少量表达式为:ΔEp=mgx4。
答案:(1)A、C
(
)

方法三：图象法(如图2所示). 若在实验误差允许范围内图线是一条过原点且斜率为g 的直线，则验证了机械能守恒定律. 五、误差分析 图2
本实验的误差主要是由纸带测量产生的偶然误差以及重物和纸带运动中 的空气阻力及打点计时器的摩擦阻力引起的系统误差.
六、实验注意事项
1.打点计时器安装要稳固，并使两限位孔的中线在同一竖直线上，以减小摩
重物下落过程中受到阻力作用 重力加速度g取9.8 m/s2， 等的原因可能是____________________________.(
计算结果保留三位有效数字)
解析
答案
(3)实验小组的同学又正确计算出图乙中打下计数点A、B、C、D、E、F各 点的瞬时速度v，以各计数点到A点的距离h′为横轴，v2为纵轴作出图象， 如图丙所示，根据作出的图线，能粗略验证自由下落的物体机械能守恒的
第七章 机械能守恒定律
9 实验：验证机械能守恒定律
[学习目标] 1.验证机械能守恒定律. 2.熟悉瞬时速度的测量方法. 3.能正确进行实验操作，分析实验数据得出结论，能定性地分析产生误 差的原因.
内容索引
技能储备
明确原理 提炼方法
题型演练
学以致用 实训演练
达标检测
检测评价 达标过关
技能储备
一、实验原理 做自由落体运动的物体，在下落过程中，重力势能减少，动能增加，如 果重力势能的减少量 等于 动能的增加量，就验证了机械能守恒定律. 二、实验器材 铁架台(带铁夹)、 电磁打点计时器 、重物(带夹子)、 纸带 、复写纸、导
擦阻力.
2.应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大
密度可以减小体积，可使空气阻力的影响相对减小.
3.实验时，应先接通电源，让打点计时器正常工作后再松开纸带让重物下落.

2．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：选 D 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。
图丙中，不计空气阻力，球在下落过程中，只有重力和弹力 做功，球与弹簧组成的系统机械能守恒。但对球来说，机械能不 守恒，这一点需要特别注意。
2．判断机械能守恒的方法
(1)做功分析法(常用于单个物体)
只有重力对 物体做功

物体
分析物 体受力
⇒
明确各力 做功情况
⇒
或者有其他 力对物体做功，
(2)从做功的角度看，只有重力和系统内的弹力做功，具体表 现如下：
①只受重力作用，例如所有做抛体运动的物体机械能守恒。 ②系统内只有重力和弹力作用，如图甲、乙、丙所示。
图甲中，小球在摆动过程中线的拉力不做功，如不计空气阻力 则只有重力做功，小球的机械能守恒。
图乙中，各接触面光滑，A 自 B 上端自由下滑的过程中，只 有重力和 A、B 间的弹力做功，A、B 组成的系统机械能守恒。但 对 A 来说，B 对 A 的弹力做负功，这个力对 A 来说是外力，A 的 机械能不守恒。