高一物理必修二机械能守恒定律
人教版高一物理必修2第七章 机械能守恒定律 习题课(共31张PPT)
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3、质量不等但有相同初速度的两物体，在动摩擦因数 相同的水平地面上滑行直到停止，则下列判断正确的 是（ ） A、质量大的物体滑行距离大 B、质量小的物体滑行距离大 C、它们滑行的距离一样大 D、质量小的滑行时间短
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17.将物体由地面竖直上抛，如果不计空气阻力，物 体能够达到的最大高度为H，当物体在上升过程中的 某一位置时，它的动能和重力势能相同，则这一位置 的高度是（ ）
A、2 H/3 B、 H /2 C、 H /3 D、 H/4
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8、关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的 是( ) A．只有重力和弹力作用时，机械能才守恒 B．只要合外力为零，机械能守恒 C．当有重力和弹力外的其他外力作用时，只要其他外力 不做功，机械能守恒
D.地面对物体的平均阻力为 mgH h
高一物理必修二7.9实验：验证机械能守恒定律
2、释放重锤记录运动情况
3、选择纸带、选点并测量 4、计算vn及对应动能
1 2 5、比较 mvn 和mghn 2
是否相等
问 题 1
本实验要不要测量物体的质量？
1 mgh = 2 mv 2
1 2 gh = 2 v
无需测量物体的质量
如果实验要求计算势能和动能的具体 数据，那就必须要知道物体的质量。
问 题 2
1、某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打 点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图4所示，O点为重锤下落 的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已 在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重锤质量为 1kg。 ①打点计时器打出B点时，重锤下落的速度vB= 1.175 m/s，重 锤的动能EkB= 0.69 J。
通过本实验，我们可以得到的结论是：可不可以 用图象处 理数据?
图 象 法 处 理 数 为什么图 据 象通过原
点？
0
1 2 gh = 2 v
1 2
v2
该图象的 斜率表示 什么？
Δ
h
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 在误差范围内，机械能守恒
Ek＝ E p
√
计时器打下的第一个点作为起始 点，适当增大距离后选一个点作终点 验证：
1 2 mgh mv 2
h
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。
V
1 2 3 4
M Δh kg m 0.5 0.5 0.5 0.5
VA VB 势能减少量 动能增加量 m/s m/s mgΔh(J) ΔEK(J) 0 0 0 0
4、实验时，接通电源和释放纸带的顺序 怎样？
高中物理必修2《机械能守恒定律的应用》教学设计
人民教育出版社、物理（高一年级）必须2《机械能守恒定律的应用》（习题课）教学设计教学目标：1、进一步理解机械能守恒定律的内容和守恒条件。
2、能准确判断具体问题中机械能是否守恒。
3、熟练运用机械能守恒定律分析生活中实际问题。
4、体会探究中抽象物理模型的科学方法，体验解决实际问题的快乐。
教学重点：1、准确判断具体的物理过程中机械能是否守恒。
2、熟练应用机械能守恒定律解决实际问题。
教学难点：1、科学探究过程中抽象物理模型，应用物理规律解决实际问题的能力。
2、两个或多个物体组成的系统机械能守恒的运用。
教学思路：在学生已初步形成对机械能守恒定律内容和守恒条件的知识基础上，通过习题的编排设计由浅入深，一步步引导学生积极探究物理过程，形成分析解决物理问题的能力，全方位巩固机械能守恒定律。
教学方法：例题解答→归纳知识，总结规律，形成能力→拓展探究，深化知识，提高能力。
教学手段：实物模型、多媒体辅助教学、分组竞赛教学步骤：单个物体机械能守恒→两个或多个物体机械能守恒→生活中遵循机械能守恒定律的物理现象教学内容：一．复习引入新课复习机械能守恒定律的内容和守恒条件。
导入新课——机械能守恒定律的应用（习题课）例1、在离地面高h 的地方，以0v 的速度水平抛出一石块，若空气阻力不计，求石块刚落至地面时速度的大小。
分析：结合运动过程分析。
对石块，——①从被抛出到刚落至地面，只有重力做功，机械能守恒。
——②选地面为参考平面。
由机械能守恒定律建立方程：2201122mv mgh mv =+——③，可解得：202v v gh =+归纳小结：应用机械能守恒定律解题的一般步骤：①找对象；②分析判断是否满足机械能守恒条件；③选择恰当的参考平面，确定初状态和末状态的机械能，建立方程进行求解。
拓展练习：将例1中“水平”二字删除，结果如何？学生求解后进一步认识体会机械能守恒定律的条件：只有重力做功。
巩固练习：如图所示，质量为m 的物体以某一初速度v 从A 点向下沿光滑的轨道运动，轨道半径为R ，不计空气阻力，若物体在A 处的速度为3gR ，求：(1)物体在B 点时的速度；(2)物体离开C 点后还能上升多高．学生分析后利用机械能守恒定律可解得:3, 3.5B v gR h R ==。
人教版高一物理必修二 第七章 第八节 机械能守恒定律
机械能的变化
除重力和弹力以外的其它力 做了多少功，物体的机械能就变化多少 ②除重力和弹力以外的其它力做多少正功，物体的机械能就增加多少 ③除重力和弹力以外的其它力做多少负功 ，物体的机械能就减少 多少
机械能的变化
用一根细绳拉一物体上升，若物体分别加速上升、匀速上升、减速上升，它 的机械能分别如何变化？若已知细绳拉力F，上升高度为h，那么机械能变化 多少？
动能定理和机械能守恒定律的应用区别： 机械能守恒定律
ห้องสมุดไป่ตู้
教学重点
机械能守恒的条件 在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出数学表达式
教学难点
判断机械能是否守恒 灵活运用机械能守恒定律解决问题
在小球从左边最高点摆动至右边最高点的 过程中，重力如何做功，能量如何转化？
正功
负功
重力势能
动能
重力势能
在小球自由下落的过程中，重力 如何做功，能量如何转化？
判断机械能是否守恒
判断下列过程中物体的机械能是否守恒
弹簧弹出物体的过程
弓射出箭的过程 竖直平面上连接弹簧的 小球上下振动的过程
只受重力和弹力，只有弹簧的弹力或重力做功
判断机械能是否守恒
判断下列过程中物体的机械能是否守恒
小球沿光滑斜 小球由于惯性沿光 面滑下的过程 滑斜面上滑的过程
小球左右摆 动的过程
机械能守恒的条件和应用
能够研究机械能守恒的条件和典型情况 学习并掌握机械能守恒和动能定理的应用差别 学习并掌握通过机械能守恒计算物体的速度等物理量
机械能守恒定律
为零
机械能守恒
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，而 总的机械能保持不变，这叫做机械能守恒定律。
高一物理必修2 课时8.5 实验：验证机械能守恒定律(解析版)
第八章 机械能守恒定律第5节 实验：验证机械能守恒定律1．利用打点计时器验证自由落体机械能守恒时，下列器材中不必要的是（ ） A ．重物 B ．纸带 C ．天平 D ．低压电源【答案】C【解析】在用自由落体“验证机械能守恒定律”时，是利用自由下落的物体带动纸带运动，通过打点计时器在纸带上打出的点求得动能及变化的势能，故在实验中需要选择质量大体积小的重物、纸带和打电计时器，而打点计时器需要低压交流电源；而在数据处理中，根据212mgh mv =，可知，不需要测量重物的质量，所以不必要的器材是天平，故C 正确，ABD 错误。
所以选C 。
2．用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验．下列说法中正确的是A ．该实验必须要使用天平B ．由于空气阻力、纸带与限位孔摩擦等原因，该实验中重物的重力势能减少量小于其动能增加量C ．把秒表测得的时间代入v=gt ，计算重锤的速度D ．释放纸带前，手捏住纸带上端并使纸带处于竖直 【答案】D【解析】此实验要验证的表达式是212mgh mv = ，即212gh v =，故不需测量物体的质量，选项A 错误；由于空气阻力、纸带与限位孔摩擦等原因，该实验中重物的重力势能减少量大于其动能增加量，选项B 错误；计算重锤的速度是通过纸带上相邻相等时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度来计算的，选项C 错误；释放纸带前，手捏住纸带上端并使纸带处于竖直，选项D 正确；故选D 。
3．在“验证机械能守恒定律”的实验中有关重锤的质量，下列说法中正确的是（ ） A ．应选用质量较大的重锤，使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力 B ．应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动 C ．不需要称量重锤的质量D ．必须称量重锤的质量，而且要估读到0.01 g 【答案】AC【解析】本实验依据的原理是用重锤自由下落验证机械能守恒定律，因此重锤的质量应取得大一些，以使系统所受的阻力和重锤的重量相比可以忽略不计，以保证系统做自由落体运动．对自由落体来说，物体的机械能守恒，即重力势能的减小等于其动能的增加．设物体质量为m ，下落距离h 时的速度为v ，则有12mv 2＝mgh ，约去m 后，有v 2＝2gh ，分别计算对应的v 2和2gh ，即可验证机械能守恒定律是否成立．故AC 正确，BD 错误。
8.4《机械能守恒定律》课件-2023学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
说明 必须先选零势能
面
不必选零势能面
2.应用机械能守恒定律解题的一般步骤(1)根据题意选取研究对象；(2)
明确研究对象的运动过程，分析研究对象在此过程中的受力情况，弄 清各力做功的情况，判断机械能是否守恒．(3)恰当地选取参考平面， 确定研究对象在此过程中的初状态和末状态的机械能．(4)根据机械能 守恒定律的不同表达式列方程并求解．
解 以小球为研究对象。设最低点的重力势能为 0，以小球在最高点的状态作为
初状态，以小球在最低点的状态作为末状态。
在最高点的动能 Ek1 ＝ 0，重力势能是Ep1 ＝ mg（l － l cos θ） 在最低点的重力势能 Ep2 ＝ 0，而动能可以表示为Ek2 ＝ mv2/ 2 运动过程中只有重力做功，所以机械能守恒，即
2.弹性势能与动能相互转化
v=6m/s v=0
由小球接触弹簧到速度为零的这一过程中，弹力做负功，弹簧的弹 性势能增加，而物体速度减小，动能减少。小球原来的动能转化成 了弹性势能。
2.弹性势能与动能相互转化
v=0
v=6m/s
压缩的弹簧
弹簧恢复原来形状
被压缩的弹簧具有弹性势能，当弹簧恢复原来形状时，就把跟它接
第八章 机械能守恒定律 8.4 机械能守恒定律
北京冬奥会跳台滑雪比赛中，运动员从高高 的斜坡滑下，又滑上另一个斜坡，顺势冲入空中， 完成一系列动作，惊艳了全场。
运动员为什么可以冲入空中？第一个斜坡的 作用是什么？
其实似曾相识的情形，早在伽利略完成斜面 实验的时候，人们就注意到了……
一、追寻守恒量
1．判断下列说法的正误．(1)通过重力做功，动能和重力势能可以相互转 化．( )(2)机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用．( )(3)合 力做功为零，物体的机械能一定保持不变．( )(4)只有重力做功时，物 体的机械能一定守恒．( )2．如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从 离桌面高为H处自由落下，不计空气阻力，重力加速度为g，以桌面所在水 平面为参考平面，则小球落到地面前瞬间的机械能为________．
人教版高一物理必修第二册机械能守恒定律(共18张PPT)
（3）若从B高台开始下滑，为能到达A高台，此人下滑的最小速度为多少？
课堂练习
1.(多选)下列过程中，在不计空气阻力的情况下机械能守恒 的是( ) A.物体做自由落体运动 B.用轻绳系一小球，给小球一初速度，使小球以另一端为 圆心，在竖直面内做圆周运动，小球在做圆周运动的过程 中 C.自由下落的炸弹在空中爆炸 D.物体以一定的初速度冲上光滑的斜面
第八章 第四节 机械能守恒定律
前面我们学习了重力势能、弹性势能和动能，它们分 别有怎样的特点？与做功分别有怎样的关系？
[情境展示] 图片中展示的各种运动过程，是什么力做功？有哪些
能量参与了转化？
小孩荡秋千
瀑布
蹦极
蹦床
一、动能与势能的相互转化
1.机械能概念：物体的动能和势能之和称为物体的机械能。 机械能包括动能、重力势能和弹性势能。通过做功，机 械能可以从一种形式转化为另一种形式。 2.计算公式：E=Ek+Ep 3.机械能是标量 4.具有相对性(需要设定零势能面)
二、追寻守恒量
钢球用细线悬起，请一个同学靠近将钢球拉至同学鼻子处释放， 摆回时，观察钢球所能达到的高度。将小钢球换成塑料球再做， 观察现象。
钢球所能达到的高度与初始高度基本相同， 说明什么问题？
二、追寻守恒量 DIS实验
三、机械能守恒定律
请以物体沿光滑曲面滑下为例，推导动能与势能 的相互转化是否存在某种定量的关系。
[例题2]质量为25kg的小孩坐在秋千上，小孩离栓绳子的横梁2.5m，如果秋千摆
与其当一辈子乌鸦，莫如当一次鹰。
到最高点时，绳子与竖直方向的夹角是60°，当秋千板摆到最低点时（不计空气 由静止释放到最低点，弹簧的长度也等于L(在弹性限度内)，这时A、B两球在最低点的速度分别为vA和vB，则( )
新课标人教版高一物理必修二 第七章 第9节 实验：验证机械能守恒定律
1 2 (3)验证：通过计算，在误差允许的范围之内 vn 与 ghn 是否相等 2 1 2 1 2 或 vm － vn 与 ghmn 是否相等。 2 2
六、注意事项 (1)尽可能地控制实验条件，即应满足机械能守恒的条件， 这就要求尽量减小各种阻力，采取的措施有： ①安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线竖直，以减
力势能的减少量ΔEp。这是实验设计上带来的系统误差。 (3)打点计时器周期变化带来误差。
例1：
在验证机械能守恒定律的实验中。
(1)从下列器材中选出实验所必须的，其编号为________。 A．打点计时器(包括纸带)； C．天平； E．秒表； B．重物； D．毫米刻度尺； F．小车。
(2)打点计时器的安装放置要求为________________；开始
新课标人教版 高一物理 必修二
实验理论指导
题型一
第 七 章 第 9 节
典题案例 导析
题型二 题型三
知能演练提升
一律。
二、实验原理 在自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以相互转 化，但总机械能守恒。 方法1：若以重物下落的起始点O为基准，设重物的质量
3．纸带处理 在起始点标上0，在以后各点依次标上1、2、3、…用刻 度尺测出对应的下落高度h1、h2、h3、… 五、数据处理 hn＋1－hn－1 (1)利用公式vn＝ ，计算出点1、点2、点3…的 2T 瞬时速度v1、v2、v3…。
1 2 1 1 1 2 2 (2)要验证的是 mv ＝mgh 或 mv2 － mv1 ＝mgΔh， 只需验证 2 2 2 2 1 2 1 2 v ＝gh 或 v2 － v1 ＝gΔh，因此不需要测量重物的质量 m。 2 2
三、实验器材 铁架台(带铁夹)，打点计时器，重物(带纸带夹子)， 纸带数条，复写纸，导线，毫米刻度尺，学生电源(交
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2
2
v /m s
2
2
2
结论: 从图象可知功与物体速度变化的关系为 W v 2
五、实验:探究功与物体速度变化的关系(二)
1.装置：
小车M
得出W v 2 2.目的： 3.测量：
ｍ
此F 指合力,故要平衡摩擦力 ⑴ W Fs 取F测量值 =mg,故要满足:ｍ ≪ M m 可用天平测量 可以取相同s ⑵ v 每次实验,小车均作匀加速运动,故在纸带上用“某 点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度” v 求出小车位移s 时的速度 1、 v 2 ...
一物体沿直线运动,其v – t 图象如图,已知在前2s内
合外力对物体做功W,则从第1s末到第2s末合外力做 功为 W;从第4s末到第7s末合外力做功为 W (答案用W表示)
<学程评价>活页最后一卷
例题 12关于机械能守恒的叙述，下列说 法中正确的（ BD） A 做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B 做变速运动的物体机械能可能守恒。 C 外力对物体做功为零，则物体的机械能 守恒 D若只有重力对物体做功，则物体的机械 能守恒。
固定光滑斜面体的倾角为θ=30°，其上端固定一个光 滑轻质滑轮，A、B是质量相同的物块m =1kg，用细绳 连接后放置如下图，从静止释放两物体。当B 落地后 不再弹起，A再次将绳拉紧后停止运动。 问： （1）B 落地时A 的速度？ （2）A 沿斜面上升的最大位移？ （3）从开始运动到A、B 均停止运动，整个系统损失 了多少机械能？
或 “减=增”(不用选参考平面)
四、功能关系
功是能量转化的量度 1. E p
E弹
WG
W弹
W G 0 则
W 弹 0
E
p
则 E弹
WG W弹均由初、末
位置决定
2. E K
3. E 机械
W合
（动能定理）
W 非重
例 :
指单个物体
从机械能守恒定律的条
S2
件可看出
4. Q f 滑 S 相对
W P F v cos 两种功率 t P Fv cos
P 一定 机车的两种启动 P (牵引力 : F ) F 一定 v
vm
O
t1
t2
t
二、动能定理
W 合 E k 2 E k1
注： 1.均为标量,故W合=W总 2.研究对象: 单个物体 3.参照系: 地面 4.优点:
4.数据处理及实验结论：
2.目的： 3.测量：
1 2 Mv
2
?
Mgh
⑴ 比较
1 2
Mv
2
与
Mgh
⑵ 结论：在实验误差范围内， 机械能守恒 或：由于摩擦,机械能损失
⑴ g 取当地值,不用测 ⑵ M 可以测，也可以不测
当堂训练： 1.关于功率，下列说法正确的是（ D ） A.力对物体做的功越多，功率就越大 B.做功时间短的机械功率大 C.完成相同的功，用的时间越长，功率 越大 D.功率大的机械在单位时间里做的功多
机械能 内容提要
1. 功和功率 2. 动能定理 3．机械能守恒定律 4. 功能关系 5.实验五：探究功与物体速度变化的关系
6.实验六：验证机械能守恒定律
一、功和功率
求功 W Pt
W Fl cos
F 一定时 P 一定时
W 合 E k 2 E k 1 恒力、变力均适
⑵ v 每次实验,小车先作变加速,再作匀速运动,故在纸带 的匀速部分用直尺测量并求出 v 1、 v 2 ...
4.数据的图象处理及实验结论：
W /W
5 4 3 2 1 0
·
· · · ·
是一条过原点的直线
若不过原点，原因： ⑴没有平衡摩擦力或平衡摩擦 力不足 ⑵平衡摩擦力时,木板倾角太大
v 1 v 2 ……
fS2=产生的热量
f(S1+S2)=子弹动能的
减少量
f
f
S1
fS1=木块动能的增量
五、实验:探究功与物体速度变化的关系(一)
1.装置：
2.目的： 3.测量： ⑴ W
预期得出 W v 2 (本实验规定从初速为0开始)
此W 指合力做功,故要平衡摩擦力 难以测量变力做的功,故要分别用1根、２根……同 样的橡皮筋做实验,并保证橡皮筋被拉长相等,则 做功分别为W、2W …
同(一) 4.数据的图象处理及实验结论：
不同处:随m增大,若ｍ≪ M 的条件不再满足,则 ＜ F测量值=mg， W— v2图弯曲 实际值
F
六、实验:验证机械能守恒定律
1.装置： ⑶ 选第一、二点间距约２mm 的纸带，测出测量点到第一点
的距离h
⑷ 用“某点的瞬时速度等于 这点前后相邻两点间的平均速 度”求出 v
必修2检测试卷
如图所示，半径R＝1m的1/4圆弧导轨与水 平面相接，从圆弧导轨顶端A，静止释放一 个质量为m＝20g的小木块，测得其滑至底 端B时速度VB＝3m／s，以后沿水平导轨滑 行BC＝3m而停止．求： （1）在圆弧轨道上克服摩擦力做的功?
（2）BC段轨道的动摩擦因数为多少?
Wf=0.11N µ=0.15
<学程评价>活页最后一卷
如图所示，质量为m的木块压缩轻质弹簧静止在O点，水平面ON段光 滑，长为L的NN’段粗糙，木块与NN’间的动摩擦因数为μ．现释 放木块，若木块与弹簧相连接，则木块最远到达NN’段中点，然后 在水平面上做往返运动，且第一次向左回到N时速度大小为v；若木 块与弹簧不相连接，木块与弹簧在N点即分离，通过N’点时以水平 速度飞出，木块落地点P到N’的水平距离为s．求： （1）木块通过N’点时的速度； （2）木块从O运动到N的过程中弹簧弹力做的功； （3）木块落地时速度vP的大小和方向．例 :S2源自 变力全程S1
5.解题思路:
不守恒,就用它
三、机械能守恒定律
2.物体和弹簧(……)
注：机械能是动能和势能的总和
1.单个物体(和地球组成系统)
条件: 只有重力做功
条件: 只有重力和弹力做功
3.两个物体 (……) 条件:没有
机械能 内能（两种途径） 其它能 机械能
注：方程的规范写法: “原=后”(要选参考平面)