《能的转化与守恒》PPT课件.ppt
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1、第第第第2 2章章章章 能的转化与守恒能的转化与守恒能的转化与守恒能的转化与守恒第第第第3 3节节节节 能量守恒定律能量守恒定律能量守恒定律能量守恒定律2222号号号号 叶春花(龙海一中)叶春花(龙海一中)叶春花(龙海一中)叶春花(龙海一中)物理必物理必物理必物理必修二修二修二修二复习:复习:复习:复习:1 1 1 1、本章我们学习了哪几种形式的能?、本章我们学习了哪几种形式的能?、本章我们学习了哪几种形式的能?、本章我们学习了哪几种形式的能?动能、重力势能和弹性势能动能、重力势能和弹性势能动能、重力势能和弹性势能动能、重力势能和弹性势能2 2 2 2、动能和势能如何表示?、动能和势能如何表示
2、?、动能和势能如何表示?、动能和势能如何表示?E弹弹 k l 21 1 1 12 2 2 2一、机械能一、机械能一、机械能一、机械能1 1、概念:、概念:动能、重力势能和弹性势能的统称。动能、重力势能和弹性势能的统称。动能、重力势能和弹性势能的统称。动能、重力势能和弹性势能的统称。总机械能为动能和势能之和。总机械能为动能和势能之和。总机械能为动能和势能之和。总机械能为动能和势能之和。2 2、表达式:、表达式:2 2 2 2、机械能是标量,具有相对性:、机械能是标量,具有相对性:、机械能是标量,具有相对性:、机械能是标量,具有相对性:先选取参考平面和参考系才能确定机械能先选取参考平面和参考系才能
3、确定机械能先选取参考平面和参考系才能确定机械能先选取参考平面和参考系才能确定机械能。(一般。(一般。(一般。(一般选地面为参考系)选地面为参考系)选地面为参考系)选地面为参考系)例一:例一:物体质量物体质量m=2kgm=2kg在距地面在距地面10m10m高处,以高处,以10m/s10m/s的水平速度飞的水平速度飞行,求它的总机械能为多少?行,求它的总机械能为多少?极限运动蹦极极限运动蹦极极限运动蹦极极限运动蹦极2008200820082008奥运蹦床冠军何雯娜奥运蹦床冠军何雯娜奥运蹦床冠军何雯娜奥运蹦床冠军何雯娜 二、机械能之间可以互相转化二、机械能之间可以互相转化二、机械能之间可以互相转化二
4、、机械能之间可以互相转化1 1 1 1、重力势能和动能之间可以互相转化、重力势能和动能之间可以互相转化、重力势能和动能之间可以互相转化、重力势能和动能之间可以互相转化2 2 2 2、弹性势能和动能之间可以互相转化、弹性势能和动能之间可以互相转化、弹性势能和动能之间可以互相转化、弹性势能和动能之间可以互相转化3 3 3 3、重力势能和弹性势能之间可以互相转化、重力势能和弹性势能之间可以互相转化、重力势能和弹性势能之间可以互相转化、重力势能和弹性势能之间可以互相转化讨论:请同学们再各举一实例讨论:请同学们再各举一实例讨论:请同学们再各举一实例讨论:请同学们再各举一实例演示实验一:演示实验一:演示实
5、验一:演示实验一:小球摆动实验小球摆动实验试分析:试分析:试分析:试分析:1 1 1 1、小球受哪些力的作用?、小球受哪些力的作用?、小球受哪些力的作用?、小球受哪些力的作用?2 2 2 2、哪些力对小球做功?、哪些力对小球做功?、哪些力对小球做功?、哪些力对小球做功?3 3 3 3、能量如何转化?、能量如何转化?、能量如何转化?、能量如何转化?思考:小球能否到达最高点?思考:小球能否到达最高点?思考:小球能否到达最高点?思考:小球能否到达最高点?本实验借助本实验借助验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律自自自自由由由由落落落落体体体体运运运运动动动动2A2B
6、2121mvmvmgh-=要证明上式是否成立,需要测量哪些物要证明上式是否成立,需要测量哪些物理量?理量?如何测量这些物理量?如何测量这些物理量?测量这些物理量,需要哪些器材?测量这些物理量,需要哪些器材?重物、打点计时器、纸带、交重物、打点计时器、纸带、交流电源、铁架台、夹子、毫米流电源、铁架台、夹子、毫米刻度尺刻度尺1 1 1 1、选择重物时,选轻一点的好还是重一点的好?为什么、选择重物时,选轻一点的好还是重一点的好?为什么、选择重物时,选轻一点的好还是重一点的好?为什么、选择重物时,选轻一点的好还是重一点的好?为什么?我们要求重物作自由落体运动,而阻力是不可避免我们要求重物作自由落体运动
7、,而阻力是不可避免我们要求重物作自由落体运动,而阻力是不可避免我们要求重物作自由落体运动,而阻力是不可避免地存在的,为了减少阻力对实验的影响,应采用密度较地存在的,为了减少阻力对实验的影响,应采用密度较地存在的,为了减少阻力对实验的影响,应采用密度较地存在的,为了减少阻力对实验的影响,应采用密度较大的重物。大的重物。大的重物。大的重物。2 2、安装打点计时器时,应注意什么问题?、安装打点计时器时,应注意什么问题?计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向,计计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向,计时器要稳定在铁架台上,并将计时器伸出桌外。时器要稳定在铁架台上,并将计时器伸出桌外。3 3、这样做的目的
8、是什么、这样做的目的是什么?减小纸带与限位孔的摩擦带来的实验误差;保证减小纸带与限位孔的摩擦带来的实验误差;保证重物有足够的下落空间,以便在纸带上能够打出较多的重物有足够的下落空间,以便在纸带上能够打出较多的点,有利于进行计算。点,有利于进行计算。4 4 4 4、实验时,接通电源和释放纸带的顺序怎样?、实验时,接通电源和释放纸带的顺序怎样?、实验时,接通电源和释放纸带的顺序怎样?、实验时,接通电源和释放纸带的顺序怎样?先通电源,再释放纸带先通电源,再释放纸带先通电源,再释放纸带先通电源,再释放纸带5 5 5 5、释放纸带时应注意什么问题?、释放纸带时应注意什么问题?、释放纸带时应注意什么问题?
9、、释放纸带时应注意什么问题?释放重物前,重物应靠近打点计时器,以便能打释放重物前,重物应靠近打点计时器,以便能打释放重物前,重物应靠近打点计时器,以便能打释放重物前,重物应靠近打点计时器,以便能打出较多的点。拉稳纸带的上端,确保重物由静止释放。出较多的点。拉稳纸带的上端,确保重物由静止释放。出较多的点。拉稳纸带的上端,确保重物由静止释放。出较多的点。拉稳纸带的上端,确保重物由静止释放。按如下实验步骤进行实验按如下实验步骤进行实验按照课本所示装置安装打点计时器按照课本所示装置安装打点计时器按照课本所示装置安装打点计时器按照课本所示装置安装打点计时器将纸带穿过计时器,下端与重物相连将纸带穿过计时器
10、,下端与重物相连将纸带穿过计时器,下端与重物相连将纸带穿过计时器,下端与重物相连接通电源,待计时器工作稳定后释放纸带接通电源,待计时器工作稳定后释放纸带接通电源,待计时器工作稳定后释放纸带接通电源,待计时器工作稳定后释放纸带及时切断电源,取下纸带,标上纸带号及时切断电源,取下纸带,标上纸带号及时切断电源,取下纸带,标上纸带号及时切断电源,取下纸带,标上纸带号更换纸带,重复以上步骤更换纸带,重复以上步骤更换纸带,重复以上步骤更换纸带,重复以上步骤整理器材,使器材复位整理器材,使器材复位整理器材,使器材复位整理器材,使器材复位讨论:如何选取纸带上的讨论:如何选取纸带上的两点两点作为我们研究过程的起
11、点和作为我们研究过程的起点和终点?终点?终点可选择倒数第一个点或倒数第二个点,从这一个点终点可选择倒数第一个点或倒数第二个点,从这一个点向前数向前数46个点当起点,可以减小这两个点的瞬时速度以及个点当起点,可以减小这两个点的瞬时速度以及两点之间距离(高度两点之间距离(高度h)测量的误差。)测量的误差。7113我们可以选取我们可以选取7 7、1313两点,比较它们的机械能两点,比较它们的机械能E E7 7和和E E1313,以点以点1313为为0 0势能参考点,则有:势能参考点,则有:E EK7K7mghmghE EK13K13验证验证:计时器打下的第一个点作为起始点,适当大计时器打下的第一个点
12、作为起始点,适当大距离后选一个点作终点距离后选一个点作终点Vh注意:必须保证纸带上的第一个点迹清晰,且是注意:必须保证纸带上的第一个点迹清晰,且是放手时打下的第一个点。放手时打下的第一个点。M kgh m VAm/s VBm/s势能减少量mgh(J)动能增加量EK(J)1234通过本实验,我们可以得到的结论是:通过本实验,我们可以得到的结论是:因重物下落中要克服阻力做功,实验的动能增加量必因重物下落中要克服阻力做功,实验的动能增加量必定稍小于重力势能减少量定稍小于重力势能减少量计算物体的速度,可有三种方法计算物体的速度,可有三种方法计算物体的速度,可有三种方法计算物体的速度,可有三种方法第第1
13、种方法种方法是根据机械能守恒定律得到的,是根据机械能守恒定律得到的,而我们的目的就是验证机械能守恒定律,而我们的目的就是验证机械能守恒定律,所以不能用所以不能用第第2种方法种方法认为加速度为认为加速度为g,由于各种摩,由于各种摩擦阻力不可避免,所以实际加速度必将擦阻力不可避免,所以实际加速度必将小于小于g,这样将得到机械能增加的结论,这样将得到机械能增加的结论,有阻力作用机械能应该是减少的,故这有阻力作用机械能应该是减少的,故这种方法也不能用种方法也不能用设物体在下落过程中只受重力作用。设物体在下落过程中只受重力作用。设物体在下落过程中只受重力作用。设物体在下落过程中只受重力作用。由动能定理,
14、得:由动能定理,得:由动能定理,得:由动能定理,得:三、机械能守恒定律三、机械能守恒定律三、机械能守恒定律三、机械能守恒定律1 1、推导:、推导:小球以初速度小球以初速度小球以初速度小球以初速度v v v v0 0 0 0压缩弹簧压缩弹簧压缩弹簧压缩弹簧,接触面光滑接触面光滑接触面光滑接触面光滑.小球在压缩过程中,动能减小,弹簧发生形变,势能增小球在压缩过程中,动能减小,弹簧发生形变,势能增小球在压缩过程中,动能减小,弹簧发生形变,势能增小球在压缩过程中,动能减小,弹簧发生形变,势能增加此过程中只有弹簧的弹力做功,系统(小球和弹簧)加此过程中只有弹簧的弹力做功,系统(小球和弹簧)加此过程中只有
15、弹簧的弹力做功,系统(小球和弹簧)加此过程中只有弹簧的弹力做功,系统(小球和弹簧)的机械能保持不变的机械能保持不变的机械能保持不变的机械能保持不变思考:小球的机械能变化如何思考:小球的机械能变化如何思考:小球的机械能变化如何思考:小球的机械能变化如何?2 2、机械能守恒定律、机械能守恒定律、机械能守恒定律、机械能守恒定律表达式:表达式:在只有重力和弹力做功的系统内,系统的动能和势能发在只有重力和弹力做功的系统内,系统的动能和势能发在只有重力和弹力做功的系统内,系统的动能和势能发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。生互相转化,但总机械能保持不变。生互相
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