高中物理学业水平测试课件专题十三机械能守恒定律及实验能量转化与守恒定律.ppt

主题内容要求机械能及能量守恒机械能守恒定律及其应用能量守恒与能量转化和转移ⅡⅠ实验与探究实验六:验证机械能守恒定律Ⅰ一、机械能 :物体的动能和势能之和称为物体的机械能其中势能包括重力势能和弹性势能 : E=E p+E k说明: 在确定物体的机械能大小时,先要选定势能的零势面. 二、机械能守恒定律 : 在只有重力(或弹簧弹力)做功的情形下,物体的动能和势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变. : “只有重力(或弹簧弹力)做功”不等于“只受重力(或弹簧弹力)作用”.在该过程中,物体可以受其他力的作用,只要这些力不做功,或所做的功的代数和为零,就可以认为是“只有重力(或弹簧弹力)做功”说明: 用(1) 时,需要规定重力势能的参考平面;用(2) 时则不必规定重力势能的参考平面,- ΔE p=ΔE k,只要把增加的机械能和减少的机械能都写出来,方程自然就列出来了. (1) 确定研究对象和研究过程. (2) 判断机械能是否守恒. (3) 选定一种表达式,列式求解. : (1) 用做功来判断:分析物体运动情况或物体受力情况(包括内力和外力),明确各力做功的情况,若物体或系统只有重力或弹力做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则机械能守恒; (2) 用能量转化来判定:若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则物体系机械能守恒. 三、能量转化与守恒定律能量既不会消失,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一物体,而在转化或转移过程中,能量的总量保持不变. 四、功能关系(1) 做功的过程是能量转化的过程,功是能量转化的量度. (2) 需要强调的是:功是一种过程量,它和一段位移(一段时间)相对应;而能是一种状态量,(都是 J),但不能说功就是能,也不能说“功变成了能”. (3) 常用的功能关系式: ①物体动能的增量由外力做的总功来量度: W 外=ΔE k,这就是动能定理. ②物体重力势能的增量由重力做的功来量度: W G=- ΔE p. ③物体机械能的增量由重力以外的其他外力做的功来量度: W 其他=ΔE 机,(W 其他表示除重力以外的其它外力做的功). 五、实验:验证机械能守恒定律 ,,若物体某时刻瞬时速度为v,下落高度为 h,恒有 mgh =mv 2,故只需借助打点计时器, 测出重物某时刻的下落高度 h和该时刻的瞬时速度即可验证机械能是否守恒. (带铁夹)、打点计时器、重锤(带纸带夹子)、纸带、复写纸片、直尺、导线、低压交流电源. (1) 按上图所示把打点计时器安装在铁架台上,连好电源. (2) 把纸带的一端和重锤用夹子固定好,另一端穿过打点计时器限位孔;用手竖直提起纸带,使重锤停靠在打点计时器附近. (3) 接通电源,先打开打点计时器的开关,后松手让重锤带着纸带自由下落. (4) 重复几次,得到 3~5条打好点的纸带. (1) 安装打点计时器时,必须使两限位孔在同一竖直线上,,重锤的质量要大一些. (2) 实验时,必须保持提起的纸带竖直,手不动,待接通电源,让打点计时器工作稳定后再松开纸带,以保证第一点是一个清晰的点. (3) 测量高度 h时,应从起始点算起,为减小 h的相对误差,选取的计数点要离起始点远些. (4) 因为是通过比较 mv 2和 mgh 是否相等来验证机械能是否守恒,故不需要测量重锤的质量.