《機械能守恒定律》PPT優(yōu)質(zhì)課件
第一部分內(nèi)容：核心素養(yǎng)目標(biāo)
物理觀念
知道能量守恒是自然界的重要規(guī)律，知道什么是機械能，理解機械能守恒定律的內(nèi)容及條件。
科學(xué)思維
領(lǐng)悟從守恒的角度分析問題的方法，會根據(jù)機械能守恒的條件判斷機械能是否守恒，并能運用機械能守恒定律解決有關(guān)問題。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任
認(rèn)識機械能守恒定律對日常生活的影響，體會守恒思想對物理學(xué)的推動作用。
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機械能守恒定律PPT，第二部分內(nèi)容：課前學(xué)習(xí)
知識點一 追尋守恒量
知識點二 動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化
[觀圖助學(xué)]
在上面三種情景中兒童、撐竿跳運動員、跳水運動員各有怎樣的能量轉(zhuǎn)化？
1.重力勢能與動能：只有重力做功時，若重力對物體做正功，則物體的重力勢能_________，動能_______，_____________轉(zhuǎn)化成了動能；若重力做負(fù)功，則_______轉(zhuǎn)化為_____________。
2.彈性勢能與動能：只有彈簧彈力做功時，若彈力做正功，則彈簧彈性勢能_______，物體的動能_______，_____________轉(zhuǎn)化為動能。
3.機械能
(1)定義：______________、彈性勢能和_______都是機械運動中的能量形式，統(tǒng)稱為機械能。
(2)機械能的改變：通過_______或彈力做功，機械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。
[思考判斷]
(1)通過重力做功，動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化。( )
(2)通過彈力做功，動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化。( )
(3)物體的機械能一定是正值。( )
(4)通過重力或彈力做功，機械能可以轉(zhuǎn)化為其他能。( )
知識點三 機械能守恒定律
1.機械能守恒定律
在只有_______或_______做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能______________。
2.表達式：Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1。
3.機械能守恒條件：只有_______或彈力做功。
[思考判斷]
(1)做勻速直線運動的物體機械能一定守恒。( )
(2)做變速運動的物體機械能可能守恒。( )
(3)外力對物體做功為零時，機械能一定守恒。( )
(4)機械能守恒時，物體可能受阻力。( )
(5)物體所受的外力不等于零，其機械能肯定不守恒。( )
(6)物體的速度增大時，其機械能可能減小。( )
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機械能守恒定律PPT，第三部分內(nèi)容：核心探究
核心要點一 機械能守恒條件的理解與判斷
1.研究對象
(1)當(dāng)只有重力做功時，可取一個物體(其實是物體與地球構(gòu)成的系統(tǒng))作為研究對象。
(2)當(dāng)物體之間的彈力做功時，必須將這幾個物體構(gòu)成的系統(tǒng)作為研究對象(使這些彈力成為系統(tǒng)內(nèi)力)。
2.守恒條件理解
(1)從能量轉(zhuǎn)化分析，系統(tǒng)內(nèi)部只發(fā)生動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，無其他形式能量(如內(nèi)能)之間轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)機械能守恒。
(2)從做功條件分析，機械能守恒的條件是
可從以下三種情形理解：
①只受重力作用：如在不考慮空氣阻力的情況下的各種拋體運動(自由落體、豎直上拋、平拋、斜拋等)。
②受其他力，但其他力不做功，只有重力或彈力做功，例如：物體沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力對物體不做功。
③有系統(tǒng)的內(nèi)力做功，但是做功代數(shù)和為零。
[試題案例]
[例1] (多選)如圖所示，下列幾種情況，系統(tǒng)的機械能守恒的是( )
A.圖甲中一顆彈丸在光滑的碗內(nèi)做復(fù)雜的曲線運動
B.圖乙中運動員在蹦床上越跳越高
C.圖丙中小車上放一木塊，小車的左側(cè)由彈簧與墻壁相連。小車在左右運動時，木塊相對于小車無滑動(車輪與地面摩擦不計)
D.圖丙中如果小車運動時，木塊相對于小車滑動
方法總結(jié) 判斷機械能守恒的方法
(1)做功分析法(常用于單個物體)
(2)能量分析法(常用于多個物體組成的系統(tǒng))
[針對訓(xùn)練2] (多選)如圖所示，一斜面放在光滑的水平面上，一個小物體從斜面頂端無摩擦地自由滑下，則在下滑的過程中( )
A.斜面對小物體的彈力做的功為零
B.小物體的重力勢能完全轉(zhuǎn)化為小物體的動能
C.小物體的機械能不守恒
D.小物體、斜面和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒
核心要點二 機械能守恒定律的應(yīng)用
[問題探究]
如圖，質(zhì)量為m的小球從光滑曲面上滑下。當(dāng)它到達高度為h1的位置A時，速度的大小為v1，滑到高度為h2的位置B時，速度的大小為v2。在由高度h1滑到高度h2的過程中(不計空氣阻力)：
(1)小球的重力勢能減少了多少？
(2)小球的動能增加了多少？
(3)小球下滑過程中機械能守恒嗎？若守恒，列出表達式。
(4)小球重力勢能減少量等于動能的增加量嗎？
核心要點三 非質(zhì)點類物體的機械能守恒問題
1.在應(yīng)用機械能守恒定律處理實際問題時，經(jīng)常遇到像“鏈條”“液柱”類的物體，其在運動過程中將發(fā)生形變，其重心位置相對物體也發(fā)生變化，因此這類物體不能再看成質(zhì)點來處理。
2.物體雖然不能看成質(zhì)點來處理，但因只有重力做功，物體整體機械能守恒。一般情況下，可將物體分段處理，確定質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體各部分的重心位置，根據(jù)初、末狀態(tài)物體重力勢能的變化列式求解。
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