教科版高中物理必修第三册精品课件 第四章 1.能量 能量守恒定律.ppt

1.能量能量守恒定律第四章内容索引自主预习新知导学合作探究释疑解惑随堂练习课标定位素养阐释1.理解机械能守恒定律。2.理解能量守恒定律。1.通过机械能守恒定律成立的条件分析,形成科学思维。2.通过对能量的转化和守恒的研讨,形成科学探究方法。自主预习新知导学一、机械能的守恒与不守恒1.机械能守恒的条件对于由几个物体组成的系统来说,系统的机械能守恒的条件是:只有重力或弹力做功。2.如果一个系统除重力或弹力以外,还有外力做功,系统的机械能就会发生变化(1)如果外力做正功,系统的机械能增加;反之则系统的机械能减少。(2)如果一个系统除重力或弹力以外,还有其他内力(如滑动摩擦力)做功,由于一对相互作用的滑动摩擦力所做功之和一定是负值,因此系统的机械能会减少,同时有热量产生。系统机械能的减少量等于所生成的热量,也可以说减少的机械能转化成了内能。二、能量的分类能量守恒定律1.能量的形式与物质的运动形式直接相关:机械运动对应着机械能;热运动,即分子的无规则运动对应着内能;电磁运动对应着电磁能;化学变化,即原子的外层电子变动,对应着化学能;原子核的变化对应着核能。2.能量守恒定律:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中其总量不变。这就是能量守恒定律。3.第一类永动机违背了能量守恒定律,永远不会制作成功。【思考讨论】1.判断下列说法的正误。(1)只要有力做功,机械能就守恒。()(2)当一个物体的能量减少时,一定有其他物体的能量增多。()(3)做功越多,能量的转化也越多。()(4)物体做了多少功,就有多少能量消失。()×√√×2.火箭在点火后竖直加速上升的过程中,忽略其质量的变化,则火箭的()A.重力势能减少,动能减少,机械能减少B.重力势能减少,动能增加,机械能增加C.重力势能增加,动能减少,机械能减少D.重力势能增加,动能增加,机械能增加答案:D解析:火箭竖直加速上升的过程中,高度增加,速度增大,由Ep=mgh和Ek=mv2知,其重力势能增加,动能增加,故机械能增加,D正确。合作探究释疑解惑知识点一机械能守恒定律问题引领如图所示,自行车骑乘者正在翻越一个高坡,若忽略空气阻力及摩擦,在下面两种情况下,机械能是否守恒?(1)骑乘者用力蹬车。(2)骑乘者不蹬车,仅靠惯性运动。提示:(1)不守恒。(2)守恒。归纳提升1.动能与重力势能间的转化只有重力做功时,若重力做正功,则重力势能转化为动能;若重力做负功,则动能转化为重力势能。转化过程中,动能与重力势能之和保持不变。2.动能与弹性势能间的转化被压缩的弹簧把物体弹出去,射箭时绷紧的弦把箭弹出去,这些过程都是弹力做正功,弹性势能转化为动能。3.机械能动能、重力势能和弹性势能统称为机械能,在重力或弹力做功时,不同形式的机械能可以发生相互转化。4.机械能守恒定律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。5.机械能守恒条件物体系统内只有重力或弹力做功。典型例题【例题1】如图所示,质量分别为3kg和5kg的物体A、B,用轻绳连接跨在一个轴光滑的轻质定滑轮两侧,轻绳正好拉直,且A物体底面与地接触,B物体距地面0.8m,求:(1)放开B物体,当B物体着地时A物体的速度;(2)B物体着地后A物体上升的高度。(g取10m/s2)答案:(1)2m/s(2)0.2m解析:对A、B组成的系统,当B下落时系统机械能守恒,以地面为零势能参考平面,则应用机械能守恒定律的解题步骤(1)选取研究对象(物体或系统)。(2)明确研究对象的运动过程,分析研究对象在运动过程中的受力情况,弄清各力的做功情况,判断机械能是否守恒。(3)选取恰当的参考平面,确定研究对象在初、末状态的机械能。(4)选取机械能守恒的某种表达式,列方程求解。【变式训练】(多选)如图所示,小球用轻弹簧连接,由水平位置释放(不计空气阻力),在小球摆至最低点的过程中()A.小球的机械能守恒B.小球的重力势能减小C.小球的机械能减小D.小球、弹簧组成的系统机械能守恒答案:BCD解析:小球下摆的过程中,弹簧不断拉长,弹簧弹力对小球做负功,所以小球的机械能不守恒,根据功能关系可知,小球的机械能在减小,故A错误,C正确;小球的高度下降,重力对小球做正功,其重力势能减小,故B正确;对小球、弹簧组成的系统,小球下摆的过程中,小球的重力做正功,弹簧弹力做负功,故小球动能、重力势能、弹簧的弹性势能总量守恒,故D正确。知识点二能量守恒定