20xx教科版高中物理必修二45機(jī)械能守恒定律(已修改)
2024-12-03 22:39 本頁面
【正文】 5 機(jī)械能守恒定律 1． 知道機(jī)械能守恒定律及其適用條件 ． 2． 會(huì)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題 ， 明確解題步驟 ， 知道用這個(gè)定律處理問題的優(yōu)點(diǎn) ． 3． 能敘述能量守恒定律 ， 體會(huì)能量守恒是自然界的基本規(guī)律之一 ． 會(huì)初步運(yùn)用能量守恒的觀點(diǎn)分析問題 ． 一 、 動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化規(guī)律 1． 轉(zhuǎn)化條件： 只有 或 做功 ． 2． 轉(zhuǎn)化特點(diǎn)： 做正功時(shí) ， 向 轉(zhuǎn)化 ，做負(fù)功時(shí) ， 向 轉(zhuǎn)化 ． 二 、 機(jī)械能守恒定律 推導(dǎo) (1)建立情景：自由落體運(yùn)動(dòng)或拋體運(yùn)動(dòng)或沿光滑曲面下滑 ． 重力 彈力 勢(shì)能 動(dòng)能 動(dòng)能 勢(shì)能 (2)推導(dǎo)依據(jù) 動(dòng)能定理 W＝ __________ 重力做功與重力勢(shì)能的變化 W＝ ． (3)推導(dǎo)結(jié)論 Ek2－ Ek1＝ 或 Ek2＋ Ep2＝ ． 內(nèi)容： 在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi) ， 動(dòng)能和勢(shì)能可以 ， 而總的機(jī)械能 ． Ek2－ Ek1 Ep2－ Ep1 Ep1－ Ep2 Ep1＋ Ek1 互相轉(zhuǎn)化 保持不變 守恒定律表達(dá)式 (1)Ek2－ Ek1＝ Ep1－ Ep2即 ΔEk增 ＝ ． (2)Ek2＋ Ep2＝ ． (3)E2＝ ． 守恒條件： 只有重力 (或彈力 )做功 ． ΔEp減 Ep1＋ Ek1 E1 三 、 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 【 實(shí)驗(yàn)原理 】 用研究物體自由下落的運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理是：忽略空氣阻力 ， 自由下落的物體在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒 ， 即 的增加等于 的減少 ． 具體地說： (1)若以重物下落的起始點(diǎn) O為基準(zhǔn) ， 設(shè)重物的質(zhì)量為 m， 測(cè)出物體自起始點(diǎn) O下落距離 h時(shí)的速度 v， 則在誤差允許范圍內(nèi) ， 由計(jì)算得出 ， 機(jī)械能守恒定律即被驗(yàn)證 ． 動(dòng)能 重力勢(shì)能 12 m v 2＝ mgh (2)若以重物下落過程中的某一點(diǎn) A為基準(zhǔn)，設(shè)重物的質(zhì)量為 m，測(cè)出物體對(duì)應(yīng)于 A點(diǎn)的速度vA，再測(cè)出物體由 A點(diǎn)下落 Δh后經(jīng)過 B點(diǎn)的速度 vB，則在誤差允許范圍內(nèi)，由計(jì)算得出 ，機(jī)械能守恒定律即被驗(yàn)證． 12 m v 2B －12 m v 2A ＝ mg Δ h 【 實(shí)驗(yàn)器材 】 鐵架臺(tái) (帶鐵夾 )、 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 、 重錘 (帶紙帶夾子 )、 紙帶 、 復(fù)寫紙 、 導(dǎo)線 、 毫米刻度尺 、 ． 低壓交流電源 (4 V～ 6 V) 【 實(shí)驗(yàn)步驟 】 安裝：按圖 4－ 5－ 1將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 固定在鐵架臺(tái)上；用導(dǎo)線將打點(diǎn) 計(jì)時(shí)器與低壓交流電源相連接 ． 圖 4－ 5－ 1 接電源 ， 打紙帶：把紙帶的一端用夾子固定在重物上 ， 另 一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔 ， 用手提著紙帶使重物停靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近 ， 接通電源 ，待打點(diǎn)穩(wěn)定后松開紙帶 ， 讓重物自由下落 ． 重復(fù)幾次 ， 打下 3～ 5條紙帶 ． ． 挑選紙帶上第一 、 二兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間距接近 2 mm點(diǎn)及距離第一個(gè)點(diǎn)較遠(yuǎn)的點(diǎn) ， 并依次標(biāo)上 0， 1， 2，3? . 數(shù)據(jù)處理：測(cè)出 0 到點(diǎn) 1 、點(diǎn) 2 、點(diǎn) 3 ? 的距離，即為對(duì)應(yīng) 的下落高度 h h h3? ； 利用公式 vn＝hn ＋ 1－ hn － 12 T，計(jì)算出點(diǎn) 2 、點(diǎn) 3 ? 的瞬時(shí)速度v v3? . 驗(yàn)證 一 、 機(jī)械能守恒條件的理解 機(jī)械能守恒的條件 所謂只有重力和彈力做功 ， 是指以下三種情況： ① 物體只受系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈力 ， 不受其他力； ② 除了系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈力外 ， 物體還受其他的力 ， 但其他力不做功； ③ 除了系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈力外 ， 物體還受其他的力 ， 但其他力做功的代數(shù)和為零 ． 機(jī)械能守恒的判斷方法 (1)從能量特點(diǎn)看：系統(tǒng)只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化 ， 無其他形式能量與機(jī)械能之間 (如內(nèi)能 )轉(zhuǎn)化 ， 則系統(tǒng)機(jī)械能守恒 ． 如物體間發(fā)生相互碰撞 、 物體間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) ， 又有相互間的摩擦作用時(shí)有內(nèi)能的產(chǎn)生 ， 機(jī)械能一般不守恒 ． (2)從機(jī)械能的定義看：動(dòng)能與勢(shì)能之和是否變化 ． 如一個(gè)物體沿斜面勻速 (或減速 )滑下 ，動(dòng)能不變 (或減小 )， 勢(shì)能減小 ， 機(jī)械能減少
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