高中物理 7.8《机械能守恒定律》课件 新人教必修2.ppt

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1、高中物理新人教版必修系列课件2021/8/11 星期三17.8机械能守恒定律2021/8/11 星期三2教学目标教学目标 知识与技能知识与技能1、知道什么是机械能，理解物体的动能和势能可以相互转化；2、理解机械能守恒定律的内容和适用条件；3、会判定具体问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律分析实际问题过程与方法过程与方法1、学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法2、初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。2021/8/11 星期三3情感、态度与价值观情感、态度与价值观体会科学探究中的守恒思想，养成探究自然规律的科学态度，领悟机械能守恒规律解决问题的优点

2、，形成科学价值观。【教学重点】【教学重点】1、机械能守恒定律的推导与建立，以及机械能守恒定律含义的理解；2、机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的实际应用。【教学难点】【教学难点】1、机械能守恒的条件及对机械能守恒定律的理解。2、能正确分析物体系统内所具有的机械能，判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。2021/8/11 星期三4翻滚过山翻滚过山翻滚过山翻滚过山车车车车 如图是迪斯如图是迪斯尼乐园的过山车尼乐园的过山车情景，请问：情景，请问：“一辆滑车在下滑一辆滑车在下滑过程中，既然没过程中，既然没有什么动力，为有什么动力，为什么每次总能如什么每次总能如此准确的完成一此准确的完成一连串有

3、惊无险的连串有惊无险的动作呢？动作呢？”观观察察与与思思考考2021/8/11 星期三5第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律（人教版必修（人教版必修2）8 8、机械能守恒定律、机械能守恒定律本节的本节的重点重点内容有内容有1.1.机械能守恒定律内容机械能守恒定律内容2.2.守恒条件守恒条件（第（第（第（第1 1 1 1课时）课时）课时）课时）3.3.机械能守恒定律的初步应用机械能守恒定律的初步应用2021/8/11 星期三6重力势能重力势能:弹性势能：弹性势能：动能：动能：势能势能Ep机械能机械能E=EK+EP知知识识回回顾顾与与复复习习物体物体物体物体由于运动由于运动由于运动由

4、于运动而具有的能叫做动而具有的能叫做动而具有的能叫做动而具有的能叫做动能能能能 Ek=mv2/2相互作用的物体凭借其相互作用的物体凭借其相互作用的物体凭借其相互作用的物体凭借其位置位置位置位置而具有的能叫做势而具有的能叫做势而具有的能叫做势而具有的能叫做势能能能能 Ep=mghEp=kx2/22021/8/11 星期三71.机机械械能能 物体在某状态时物体在某状态时的的动动能、能、重重力势能和力势能和弹弹性势能的性势能的总和总和叫做叫做物体的机械能物体的机械能。2021/8/11 星期三8 进进进进站站站站前前前前关关关关闭闭闭闭发发发发动动动动机机机机，机机机机车车车车凭凭凭凭惯惯惯惯性性性

5、性上上上上坡坡坡坡，动动动动能能能能变变变变成成成成势势势势能能能能储储储储存存存存起起起起来来来来，出出出出站站站站时时时时下下下下坡，势能变成动能，节省了能源。坡，势能变成动能，节省了能源。坡，势能变成动能，节省了能源。坡，势能变成动能，节省了能源。生活中的实生活中的实例例 车站车站车站车站 随随随随着着着着人人人人类类类类能能能能量量量量消消消消耗耗耗耗的的的的迅迅迅迅速速速速增增增增加加加加，如如如如何何何何有有有有效效效效地地地地提提提提高高高高能能能能量量量量的的的的利利利利用用用用率率率率，是是是是人人人人类类类类所所所所面面面面临临临临的的的的一一一一项项项项重重重重要要要要任

6、任任任务务务务，右右右右图图图图是是是是上上上上海海海海“明明明明珠珠珠珠线线线线”某某某某轻轻轻轻轨轨轨轨车车车车站站站站的的的的设设设设计计计计方方方方案案案案，与与与与站站站站台台台台连连连连接接接接的的的的轨轨轨轨道道道道有有有有一一一一个个个个小小小小的的的的坡度。坡度。坡度。坡度。明明明明珠珠珠珠号号号号列列列列车车车车为为为为什什什什么么么么在在在在站站站站台台台台上要设置一个小小的坡度？上要设置一个小小的坡度？上要设置一个小小的坡度？上要设置一个小小的坡度？2021/8/11 星期三9生活中的实例生活中的实例 举世闻名的三峡工程怎样利用水利发举世闻名的三峡工程怎样利用水利发举世

7、闻名的三峡工程怎样利用水利发举世闻名的三峡工程怎样利用水利发电？电？电？电？2.动动能能与与势势能能可可相相互互转转化化 动能和势能动能和势能之间转换时，之间转换时，物体的机械物体的机械能有什么特能有什么特点？点？2021/8/11 星期三10探探寻寻动动能能与与势势能能转转化化规规律律 如图，一个质量为如图，一个质量为如图，一个质量为如图，一个质量为mm的小球自由下落的小球自由下落的小球自由下落的小球自由下落或做斜抛运动或竖直上抛，经过某高度为或做斜抛运动或竖直上抛，经过某高度为或做斜抛运动或竖直上抛，经过某高度为或做斜抛运动或竖直上抛，经过某高度为h h的的的的A A点时速度为点时速度为点

8、时速度为点时速度为v v，下落到某高度为，下落到某高度为，下落到某高度为，下落到某高度为h h2 2 2 2的的的的B B点时速度为点时速度为点时速度为点时速度为v v2 2 2 2，试写出小球在，试写出小球在，试写出小球在，试写出小球在A A点时的点时的点时的点时的机械能机械能机械能机械能E EA A和在和在和在和在B B点时的机械能点时的机械能点时的机械能点时的机械能E EB B，并找出，并找出，并找出，并找出小球在小球在小球在小球在A A、B B时所具有的机械能时所具有的机械能时所具有的机械能时所具有的机械能E EA A、E EB B之之之之间的数量关系。间的数量关系。间的数量关系。间的

9、数量关系。h h2 2h h1 12021/8/11 星期三11思思考考假如物假如物体还受体还受其它力其它力,机械能机械能是否还是否还守恒守恒?h h1 1h h2 2 如图，质量为如图，质量为如图，质量为如图，质量为mm的小球从光的小球从光的小球从光的小球从光滑斜面上滑下，小球的机械能守滑斜面上滑下，小球的机械能守滑斜面上滑下，小球的机械能守滑斜面上滑下，小球的机械能守恒？恒？恒？恒？2021/8/11 星期三12动动能能和和弹弹性性势势能能间间的的转转化化 在在只有弹力做功只有弹力做功的的物体系统物体系统内内，动能和弹力势能可以相互转动能和弹力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。化，

10、但机械能的总量保持不变。v弹簧的弹性弹簧的弹性势能势能与与小球小球的动能的动能相互相互转化转化2021/8/11 星期三13 在只有重力或弹力做功的物在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持以相互转化，而总的机械能保持不变。不变。内容内容内容内容EK2+EP2=EK1+EP1 即即E2=E1E减减=E增增mgh2+mv22/2=mgh1+mv12/2表达式表达式表达式表达式说明说明说明说明中间式中参考面一般选地面中间式中参考面一般选地面中间式中参考面一般选地面中间式中参考面一般选地面结论2021/8/11 星期三14探探讨讨守

11、守恒恒的的条条件件假如物体还受假如物体还受假如物体还受假如物体还受其它力做功其它力做功其它力做功其它力做功,机械能是否还机械能是否还机械能是否还机械能是否还守恒守恒守恒守恒?在在只有重力做只有重力做功功的的物体系统物体系统内内，物体的动物体的动能和重力势能能和重力势能可以相互转化可以相互转化时，机械能时，机械能2021/8/11 星期三15条件条件条件条件只有重力、弹力做功只有重力、弹力做功在具体判断机械能是否守恒时，一般在具体判断机械能是否守恒时，一般在具体判断机械能是否守恒时，一般在具体判断机械能是否守恒时，一般从以下两方面考虑：从以下两方面考虑：从以下两方面考虑：从以下两方面考虑：对于对

12、于对于对于某个某个某个某个物体，只受重力（弹力）做功；受物体，只受重力（弹力）做功；受物体，只受重力（弹力）做功；受物体，只受重力（弹力）做功；受其它力，而其他力不做功其它力，而其他力不做功其它力，而其他力不做功其它力，而其他力不做功，则该物体的机守则该物体的机守则该物体的机守则该物体的机守对于由两个或两个以上物体对于由两个或两个以上物体对于由两个或两个以上物体对于由两个或两个以上物体(包括弹包括弹包括弹包括弹簧在内组成的簧在内组成的簧在内组成的簧在内组成的系统系统系统系统，如果系统只有重力做，如果系统只有重力做，如果系统只有重力做，如果系统只有重力做功或弹力做功，物体间只有动能、重力势功或弹

13、力做功，物体间只有动能、重力势功或弹力做功，物体间只有动能、重力势功或弹力做功，物体间只有动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化，系统与外能和弹性势能之间的相互转化，系统与外能和弹性势能之间的相互转化，系统与外能和弹性势能之间的相互转化，系统与外界没有机械能的转移，系统内部没有机械界没有机械能的转移，系统内部没有机械界没有机械能的转移，系统内部没有机械界没有机械能的转移，系统内部没有机械能与其他形式能的转化系统的机械能就守能与其他形式能的转化系统的机械能就守能与其他形式能的转化系统的机械能就守能与其他形式能的转化系统的机械能就守恒。恒。恒。恒。2021/8/11 星期三16小结2 2 2 2、

14、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：1 1 1 1、机械能：、机械能：、机械能：、机械能：E=EE=EKK+E+EP P（1 1 1 1）内容：在只有重力或弹力做功的物）内容：在只有重力或弹力做功的物）内容：在只有重力或弹力做功的物）内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互体系统内，物体的动能和势能可以相互体系统内，物体的动能和势能可以相互体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。转化，而总的机械能保持不变。转化，而总的机械能保持不变。转化，而总的机械能保持不变。（2 2 2 2）表达式：）表达式：）表达式：）表达式

15、：EK2+EP2=EK1+EP1E减减=E增增mgh2+mv22/2=mgh1+mv12/2（3 3 3 3）条件：）条件：）条件：）条件：只有重力、弹力做功只有重力、弹力做功2021/8/11 星期三17说一说下列下列实例实例中哪中哪些情些情况机况机械能械能是守是守恒的恒的用绳拉着一个物用绳拉着一个物用绳拉着一个物用绳拉着一个物体沿着光滑的斜体沿着光滑的斜体沿着光滑的斜体沿着光滑的斜面匀速上升。面匀速上升。面匀速上升。面匀速上升。跳伞员利用降落伞跳伞员利用降落伞跳伞员利用降落伞跳伞员利用降落伞在空中匀速下落在空中匀速下落在空中匀速下落在空中匀速下落抛出的篮球在空中抛出的篮球在空中抛出的篮球在

16、空中抛出的篮球在空中运动（不计阻力）运动（不计阻力）运动（不计阻力）运动（不计阻力）光滑水平面上光滑水平面上光滑水平面上光滑水平面上运动的小球，运动的小球，运动的小球，运动的小球，把弹簧压缩后把弹簧压缩后把弹簧压缩后把弹簧压缩后又被弹回来。又被弹回来。又被弹回来。又被弹回来。v2021/8/11 星期三18 下列几种情况中，机械能一定下列几种情况中，机械能一定守恒的是：守恒的是：A.A.做匀速直线（做匀速直线（F合合=0=0）运动的物）运动的物体体 B.B.水平抛出的物体水平抛出的物体（不计空气阻力）（不计空气阻力）C.C.固定光滑曲面上运动的物体，固定光滑曲面上运动的物体，如图所示如图所示D

17、.D.物体以物体以0.8g0.8g的加速度竖直向上的加速度竖直向上做匀减速运动做匀减速运动随堂练习多项多项多项多项点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关2021/8/11 星期三19 如图所示，质量为如图所示，质量为m的物体，以速度的物体，以速度v离开高为离开高为H的桌子，当它落到距地面高的桌子，当它落到距地面高为为h的的A点时，在不计空气阻力的情况下，点时，在不计空气阻力的情况下，下列哪些说法是正确的：下列哪些说法是正确的：A.A.物体在物体在A点具有的机械是点具有的机械

18、是mv2 2/2+/2+mgHB.B.物体在物体在A点具有的机械能是点具有的机械能是mvA A2 2/2+/2+mghC.C.物体在物体在A具有的动能是具有的动能是mv2 2/2+/2+mg(H-h)D.D.物体在物体在A点具有的动能是点具有的动能是mg(H-h)随堂练习多项多项多项多项2021/8/11 星期三20应用：课本例题小结小结小结小结 应用机械能守恒定律解题，应用机械能守恒定律解题，应用机械能守恒定律解题，应用机械能守恒定律解题，只需只需只需只需考虑考虑考虑考虑过程的过程的过程的过程的初、末状态初、末状态初、末状态初、末状态，不必不必不必不必考虑两个状态间考虑两个状态间考虑两个状态

19、间考虑两个状态间过程的细节，这是它的优点。过程的细节，这是它的优点。过程的细节，这是它的优点。过程的细节，这是它的优点。2021/8/11 星期三21第第二二课课时时机械能守恒机械能守恒定律的应用定律的应用（习题课）（习题课）（习题课）（习题课）2021/8/11 星期三22机械能（机械能（机械能（机械能（E=EE=EK K+E+EP P）守恒定律：）守恒定律：）守恒定律：）守恒定律：（1 1 1 1）内容：在只有重力或弹力做功的物）内容：在只有重力或弹力做功的物）内容：在只有重力或弹力做功的物）内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的体系统内，物体的体系统内，物体的体系统内，物体的动能

20、动能动能动能和和和和势能势能势能势能可以相互可以相互可以相互可以相互转化，而总的机械能保持不变。转化，而总的机械能保持不变。转化，而总的机械能保持不变。转化，而总的机械能保持不变。（2 2 2 2）表达式：）表达式：）表达式：）表达式：EK2+EP2=EK1+EP1E减减=E增增mgh2+mv22/2=mgh1+mv12/2（3 3 3 3）条件：）条件：）条件：）条件：只有重力、弹力只有重力、弹力做功做功知识回顾2021/8/11 星期三23 下列关于物体机械能守恒的说法中，下列关于物体机械能守恒的说法中，正确的是：正确的是：A.A.做匀速直线运动的物体机械能一定守做匀速直线运动的物体机械能

21、一定守恒恒B.B.合外力对物体不做功，物体的机械能合外力对物体不做功，物体的机械能一定守恒一定守恒C.C.物体只发生动能与势能的相互转化时，物体只发生动能与势能的相互转化时，物体的机械能守恒物体的机械能守恒 D.D.运动的物体，若受合外力为零，则其运动的物体，若受合外力为零，则其机械能一定守恒机械能一定守恒E.E.做匀变速运动的物体的机械能不可能做匀变速运动的物体的机械能不可能守恒守恒1.考查守恒条件理解单项单项单项单项点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关2021/8/1

22、1 星期三24 如图所示，下列四个选项的图中，木如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗中的斜面是粗糙的，图糙的，图A、B中的中的F为木块所受的外力，为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图方向如图中箭头所示，图A、B、D中的中的木块向下运动木块向下运动.图图C中的木块向上运动中的木块向上运动.在这四个图所示的运动过程中机械能守在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是：恒的是：普单项单项单项单项2021/8/11 星期三25 如图所示，木块如图所示，木块B与水平桌面间的接触与水平

23、桌面间的接触是光滑的，子弹是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。则从子弹在木块内，将弹簧压缩到最短。则从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中：程中：A.A.子弹子弹A与木块与木块B组成的系统机械能守恒组成的系统机械能守恒B.B.子弹子弹A与木块与木块B组成的系统机械能不守恒组成的系统机械能不守恒 C.C.子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒恒D.D.子弹、木块和弹簧组成的系统机械能不子弹、木块和弹簧组成的系统机械能不守恒守恒单项单项单项单项重2021/8/11 星期三

24、26 一个人站在阳台上，以相同的速率一个人站在阳台上，以相同的速率v0分别把三个球竖直向分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出不计空气阻力测三球落地上抛出、竖直向下抛出、水平抛出不计空气阻力测三球落地时的速率（速度大小叫速率）：时的速率（速度大小叫速率）：A A上抛球最大上抛球最大 B B下抛球最大下抛球最大C C平抛球最大平抛球最大 D D三球一样大三球一样大2.常规题单项单项单项单项2021/8/11 星期三27 有三个质量都是有三个质量都是m的小球的小球a、b、c，以相同的速度，以相同的速度v0 0在空在空中分别竖直向上、水平和竖直向下抛出，三球落地时（不计中分别竖直向上、水平

25、和竖直向下抛出，三球落地时（不计空气阻力）：空气阻力）：A.A.动能不同动能不同B.B.重力做功不同重力做功不同C.C.机械能相同机械能相同D.D.重力势能变化量不同重力势能变化量不同普普单项单项单项单项2021/8/11 星期三28 将一物体以速度将一物体以速度v0从地面竖直上抛，当物体运动到某高从地面竖直上抛，当物体运动到某高度时，他的动能恰为重力势能的一半，不计空气阻力，则这度时，他的动能恰为重力势能的一半，不计空气阻力，则这个高度为：个高度为：A.v2/gB.v2/2gC.v2/3gD.v2/4g单项单项单项单项2021/8/11 星期三293.其它 如图所示，均匀铁链长如图所示，均匀

26、铁链长为为L，平放在距离地面高为，平放在距离地面高为2 2L的光滑水平面上，其长度的光滑水平面上，其长度1/51/5的悬垂于桌面下，从静止开的悬垂于桌面下，从静止开始释放铁链，求铁链下端刚始释放铁链，求铁链下端刚要着地时的速度？要着地时的速度？答答答答案案案案2021/8/11 星期三30 如图所示，小球自如图所示，小球自a点由静止自由下落，到点由静止自由下落，到b点时与弹簧点时与弹簧接触，到接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由阻力，在小球由abc的运动过程中：的运动过程中：A.A.小球和弹簧总机械能守恒小球和弹簧总机械能

27、守恒B.B.小球的重力势能随时间均匀减少小球的重力势能随时间均匀减少C.C.小球在小球在b点时动能最大点时动能最大D.D.到到c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量量4.综合题多项多项多项多项2021/8/11 星期三31 一个质量为一个质量为m的物体以的物体以a=2=2g的加速度竖直向下加速运动，的加速度竖直向下加速运动，则在此物体下降则在此物体下降h高度的过程中，物体的：高度的过程中，物体的：A A重力势能减少了重力势能减少了2 2mghB B动能增加了动能增加了2 2mghC C机械能保持不变机械能保持不变D D机械能增加了机械能

28、增加了mgh多项多项多项多项2021/8/11 星期三32 如图所示，长度相同的三根轻如图所示，长度相同的三根轻如图所示，长度相同的三根轻如图所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在杆构成一个正三角形支架，在杆构成一个正三角形支架，在杆构成一个正三角形支架，在A A、B B处固定的小球质量分别为处固定的小球质量分别为处固定的小球质量分别为处固定的小球质量分别为2 2 2 2mm、mm，开始时开始时开始时开始时OBOB竖直。放手后开始运动，竖直。放手后开始运动，竖直。放手后开始运动，竖直。放手后开始运动，下列说法正确的是下列说法正确的是下列说法正确的是下列说法正确的是（不计任何阻力（不计

29、任何阻力（不计任何阻力（不计任何阻力）：）：）：）：（A A A A）A A球到达最低点时速度为零球到达最低点时速度为零球到达最低点时速度为零球到达最低点时速度为零（B B B B）A A球机械能减少量等于球机械能减少量等于球机械能减少量等于球机械能减少量等于B B球机球机球机球机械能增加量械能增加量械能增加量械能增加量（C C C C）B B球向左摆动所能达到的最高球向左摆动所能达到的最高球向左摆动所能达到的最高球向左摆动所能达到的最高位置应高于位置应高于位置应高于位置应高于A A球开始运动时的高度球开始运动时的高度球开始运动时的高度球开始运动时的高度（D D D D）当支架从左向右回摆时，

30、）当支架从左向右回摆时，）当支架从左向右回摆时，）当支架从左向右回摆时，A A球球球球一定能回到起始高度一定能回到起始高度一定能回到起始高度一定能回到起始高度多项多项多项多项2021/8/11 星期三33小结：应用机械能守恒定律的解题步骤(1)(1)(1)(1)确定确定确定确定研究对象研究对象研究对象研究对象(2)(2)(2)(2)对研究对象进行正确的对研究对象进行正确的对研究对象进行正确的对研究对象进行正确的受力分析受力分析受力分析受力分析(3)(3)(3)(3)判定各个力是否做功，并判定各个力是否做功，并判定各个力是否做功，并判定各个力是否做功，并分析是否符分析是否符分析是否符分析是否符合

31、机械能守恒的条件合机械能守恒的条件合机械能守恒的条件合机械能守恒的条件(4)(4)(4)(4)视解题方便选取零势能参考平面，并视解题方便选取零势能参考平面，并视解题方便选取零势能参考平面，并视解题方便选取零势能参考平面，并确定研究对象在确定研究对象在确定研究对象在确定研究对象在始、末状态时的机械能始、末状态时的机械能始、末状态时的机械能始、末状态时的机械能。(5)(5)(5)(5)根据机械能守恒定律根据机械能守恒定律根据机械能守恒定律根据机械能守恒定律列出方程，列出方程，列出方程，列出方程，或再或再或再或再辅之以其他方程，进行求解。辅之以其他方程，进行求解。辅之以其他方程，进行求解。辅之以其他方程，进行求解。2021/8/11 星期三34再见2021/8/11 星期三352021/8/11 星期三36