鲁科版 (2019)必修 第二册第5节 科学验证:机械能守恒定律备课ppt课件
展开为什么小球好象记着自己的位置不会碰到鼻尖?
(1)物体沿光滑斜面下滑时 转化为 。
(2)运动员撑杆跳的过程中 转化为 。
(3)反弹后的小球在上升过程中 转化为 。
动能和势能之间可以相互转化
思考:动能与势能的相互转化存在何种定量关系?
思考:两个式子的含义?
物体只受重力作用,动能和重力势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。
情景二:除重力之外还受其他力,但只有重力做功
分析:下滑过程中支持力做功? 重力势能变化? 动能变化?
思考:除重力之外,有其他力做功时,机械能会守恒吗?
设小球在下落过程中的空气阻力不可忽略
EK2+EP2=EK1+EP1+Wf
E2=E1+Wf (Wf<0)
WF= EK2-EK1
WF= EP1-EP2
EP1+EK1=EP2+EK2
在光滑水平面上反弹回来的小球
物体只受弹力作用,动能和弹性势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。
在只有重力或弹力这类力做功的情况下,物体系统内的动能与势能相互转化,机械能的总量保持不变。
(1) 初状态机械能等于末状态机械能
(2) 减少的势能等于增加的动能
(3) ΔEA=-ΔEB 即A物体机械能的增加量等于B物体机械能的减少量
(1)从做功角度看:只有重力或系统内弹力做功。
① 物体只受重力或弹簧弹力,不受其他力。② 物体受到重力和弹簧弹力,还受到其他力,但其他力不做功,或其他力做的总功为零。
(2)从能量转化角度看:只有系统内动能和势能的相互转化,无其他形式能量的转化。
【例1】(多选)如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )
A.甲图中,物体A将弹簧压缩的过程中,A机械能守恒B.乙图中,A置于光滑水平面,物体B沿光滑斜面下滑,物体B机械能守恒C.丙图中,不计任何阻力时A加速下落,B加速上升过程中,A、B组成的系统机械能守恒D.丁图中,小球沿水平面做速率不变的圆周运动时,小球的机械能守恒
【例2】如图所示,绕过光滑定滑轮两端分别拴有A、B两个小球,A球的质量为3m,B球的质量为m,现将两球从距地面高度为h处由静止释放.若细绳足够长,细绳的质量、空气的阻力均不计.求:(1)A球落地的瞬间,B球的速度多大?(2)B球上升到距地面的最大高度为多少?
请同学们总结应用机械能解题的一般步骤?
1、确定研究对象(物体或系统) 及研究的过程。2、对研究对象进行受力分析,弄清各力在 研究过程中的做功情况,判断是否符合机械能守恒的条件。3、选取参考平面,确定研究对象在过程中的初始状态和末状态的机械能(包括动能和势能)。4、根据机械能守恒定律列方程,进行求解。
2.验证机械能守恒定律
实验目的:验证机械能守恒定律待测量的物理量:
势能与动能之和保持不变——机械能守恒
势能与动能之和发生变化——机械能不守恒
实验原理:方法一:利用起始点和第n点(1)若物体由静止下落高度h时,它的瞬时速度为v,那么重力势能的减小量为mgh,动能的增加量为 mv2/2;(2)看它们在实验误差允许的范围内是否是相等,如果相等则验证了机械能守恒;
方法二:任取两点若以重物下落过程中的某一点A为基准,设重物的质量为m,测出物体对应于A点的速度vA 再测出物体由A点下落△h后经过B点的速度vB 则在误差允许范围内,由计算得出 机械能守恒定律即被验证。无需测其质量。
实验步骤(1)纸带一端吊重物,另一端穿过打点计时器。手提纸带,使重物靠近打点计时器并静止。接通电源,松开纸带,让重物自由落下。(2)取下纸带,并选其中一个点作为参考点,设打该点时重物的重力势能为0,计算打该点时的动能,它就是重物下落过程中的动能与重力势能的总和。(3)分别计算纸带上其他各点对应的物体的重力势能和动能之和。
(1)实验中打点记时器的安装,两纸带限位孔必须在同一竖直线上,以减少摩擦力。(2)实验时,必须先接通电源,让打点记时器工作正常后才松开纸带让重锤下落。(3)打点记时器必须接50Hz交流低压电源。(4)为了减小重物在下降过程中空气阻力的影响,应选择质量大、体积小的重物。
该图象的斜率表示什么?
实验结论在实验误差允许范围内,重锤重力势能减少量等于动能的增加量,即机械能守恒。实验中,重锤的重力势能减小量略大于其动能的增加量,其原因是下落中克服阻力做功,机械能略有减少。
思考:若实验中,不测物体质量,还能验证机械能守恒么?
实验结论:在误差允许的范围内,自由下落的物体机械能守恒。
1、内容:在只有重力或者弹力做功的系统内,物体的动能和重力势能发生相互转化,而机械能的总量保持不变。2、公式: ΔE = 0 或:E1 = E2 或:EK1 + EP1 = EK2 + EP23、适用条件:只有重力或弹力做功 只发生动能和势能间的相互转化4、解题步骤:
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