【课件】机械能守恒定律（课件）-2022-2023学年高中物理必修第二册人教版.pptx

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1、第八章 机械能守恒定律第4节 机械能守恒定律(一)动能动能:动能定理:-物体所受合力做的功等于物体动能变化量（增量），或物体所受各力做功代数和等于物体动能变化量（增量）。W、Ek同一参考系 v是相对的复习回顾(二)势能重力势能与重力做功先确定零势能面-重力做功等于重力势能的减少量弹性势能与弹力做功以原长为零势能-弹力做功等于弹性势能的减少量变化量：速度、动能、重力势能不变量：重力、最终小球高度动能和重力势能的和？动能和重力势能的和？1.追寻守恒量ABhh实验表明斜面上的小球在运动过程中好像“记得”自己起始的高度（或与高度相关的某个量）。后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并且把这

2、个量叫做能量或能。2.动能与势能的相互转化小球从A到B:重力做正功，重力势能减少，动能增加重力势能转化为动能小球从B到C:重力做负功，重力势能增加，动能减少动能转化为重力势能小结:只在重力做功的情况下，动能与重力势能相互转化。某些汽车或列车站的站台都设计有一个小的坡度。这是为什么？进站前关闭发动机，机车凭惯性上坡，动能变成势能储存起来，出站时下坡，势能变成动能，节省了能源。生活中的现象生活中的现象重重力力势势能能转转化化为为动动能能vv动动能能转转化化为为重重力力势势能能自由落体自由落体竖直上抛竖直上抛重力做正功，重力做正功，重力势能重力势能减小减小动能动能增加增加动能动能减小减小重力做负功，

3、重力做负功，重力势能重力势能增加增加小球从B到O:弹力做正功，弹性势能减少，动能增加弹性势能转化为动能小球从O到A:弹力做负功，动能减少，弹性势能增加动能转化为弹性势能小结:只在弹力做功的情况下，动能与弹性势能相互转化。A-O-B运动员从跳板上弹起的过程中，跳板的弹性势能转化为运动员的动能。结论:物体的动能和弹性势能可以相互转化。二、动能与势能的相互转化二、动能与势能的相互转化生活中的现象生活中的现象3.3.机械能机械能动能、重力势能、弹性势能统称为机械能，用符号用符号 E 表示表示3)3)标量标量，具有，具有相对性相对性1)1)概念：概念：2)2)表达式：表达式：动能和势能在相互转化时有什么

4、规律？（只有在确定的参考系和零势能参考平面情况下，机械能才有确定的（只有在确定的参考系和零势能参考平面情况下，机械能才有确定的物理意义）物理意义）1）推导以沿光滑曲面下滑为例（重力做功）物体自由下落过程中经过A、B两点:动能定理:重力做功等于重力势能的减少量，有:则:整理:小结:只有重力做功的情况下，动能与重力势能相互转化，机械能总量保持不变4.机械能守恒定律在光滑水平面上，设弹簧被压缩x1时弹性势能为EP1，动能为EK1,设弹簧被压缩x2时弹性势能为EP2，动能为EK2弹簧弹力做功由动能定理：由动能定理：小结:只有弹力做功的情况下，动能与弹性势能相互转化，机械能总量保持不变2）内容在只有重力

5、或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。3）守恒条件做功角度：只有重力或弹力做功能量角度：只有动能和势能相互转化机械能守恒的判断方法:(1)利用机械能定义:动能与势能之和不变,则守恒.(2)利用机械能守恒条件:单个物体：只有重力做功,则守恒;含弹簧（弹性绳）系统：只有重力或(弹簧、橡皮筋)弹力对系统做功,或除重力和弹力以外的其他力对系统做的总功为零,则含弹簧系统的机械能守恒.(3)利用能量转化判断:若物体系统与外界没有能量交换,或系统内没有机械能与其他形式能的转化,则系统的机械能守恒.（只能找到动能和势能）注意：注意：1 1、弹簧弹力对物体做功时弹簧弹力对物体做功

6、时,弹簧和物体系统的机械能守恒弹簧和物体系统的机械能守恒,物体的机械能并不守恒物体的机械能并不守恒.2 2、只有重力做功不是只受重力，可以受别的力，别的力不做功或做功之和为零即可、只有重力做功不是只受重力，可以受别的力，别的力不做功或做功之和为零即可(1)物体所受的合外力为零,物体的机械能一定守恒.()(2)物体的速度增大时,其机械能可能减小.()(3)物体除受重力外,还受其他力,但其他力不做功,则物体的机械能一定守恒 ()例1忽略空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能守恒的是A.做匀速直线运动的物体B.物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端C.物体沿着斜面匀速下滑D.拉着物体沿光滑斜面匀速上升E.做

7、匀变速直线运动的物体F.做平抛运动的物体G.做匀速圆周运动的物体例2如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，弹簧一直保持竖直，空气阻力不计，那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，下列说法中正确的是A.小球的动能一直减小B.小球的机械能守恒C.克服弹力做功大于重力做功D.最大弹性势能等于小球减少的动能练、如图所示，竖直平面内有一个四分之一圆弧AB,OA为水平半径，现从圆心0处以不同的初速度水平抛出一系列质量相同的小球，这些小球都落到圆弧上，不计空气阻力，则小球()A.落点越靠近A机械能越大B.落点越靠近B机械能越大答案：A4）表达式：（1）物体初状态的总机械能等于末状态的总机械

8、能。（守恒观点）必须选取零势能面（2）物体减少的势能等于增加的动能（转化观点）无需选取零势能面（3）如果系统由两个物体A、B组成，则A物体减少的机械能等于B物体增加的机械能（转移观点）无需选取零势能面例3如图，在水平台面上的A点，一个质量为m的物体以初速度v0被抛出，不计空气阻力，求它到达B点的速度大小。守恒观点：小球从A到B的过程中，小球在A点的机械能等于在B点的机械能：（以B点水平面为零势能面）若以A点所在平面内为零势能面，用表达式1如何列式?若以地面为零势能面，用表达式1如何列式?注意选取零势能面【例2】如图，在水平台面上的A点，一个质量为m的物体以初速度v0被抛出，不计空气阻力，求它到

9、达B点的速度大小。转化观点：小球从A到B的过程中，重力势能的减少量等于动能的增加量无需选取零势能面 把质量为0.5kg的石块从10m高处以5m/s的初速度沿与水平30角斜向上抛出，不计空气阻力。求石块落地时的速度大小。解:石块斜上抛运动过程中，只有重力做功，故机械能守恒 所以：v=15 m/s【课堂训练】表达式1表达式2以地面为重力势能零点，有:表达式1表达式2机械能守恒定律内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。机械能：重力势能、弹性势能与动能统称为机械能守恒条件：做功角度：物体系统内只有重力或弹力做功能量角度：物体系统内只有动能和势能相互转化课堂小结机械能守恒定律课堂小结表达式：祝同学们学习愉快