【物理】科学验证：机械能守恒定律课件-2023-2024学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册.pptx

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1、1.5 机械能守恒定律第一章第一章必修第二册必修第二册回顾我们学习了几种能量？能量的改变与什么有关？均是状态量均是状态量机械能物理学中，将物体的动能与势能之和称为机械能，用E表示E=+其中势能包括：重力势能和弹性势能机械能是标量，具有相对性，单位J质量为质量为m 的物体均从高为的物体均从高为h1的的A点运动到高为点运动到高为h2的的B点，点，物体在物体在A点动能为点动能为Ek1，在物体，在物体到达到达B点时的动能为点时的动能为Ek2，求这四个过程中物体的机械能有什么变化求这四个过程中物体的机械能有什么变化？（不计一切摩擦，（不计一切摩擦，以地面为零势能面）以地面为零势能面）重力做功与重力势能改

2、变的关系：重力做功与重力势能改变的关系：动能定理：动能定理：E1=E2即物体的机械能保持不变即物体的机械能保持不变任意再选两个点，仍然成立任意再选两个点，仍然成立重力势能的减少量重力势能的减少量=动能的增加量动能的增加量即重力势能和动能相互转化即重力势能和动能相互转化这四个过程有什么共性，才能使得物体的机械能不变？这四个过程有什么共性，才能使得物体的机械能不变？只有重力做功只有重力做功若有摩擦力做功，会怎么样？若有摩擦力做功，会怎么样？机械能守恒的条件机械能守恒的条件Ek2Ep2Ek1Ep1光滑水平面上，不计弹簧的质量，小球的质量为光滑水平面上，不计弹簧的质量，小球的质量为m小球动能的增加量小

3、球动能的增加量=弹簧弹性势能的减少量弹簧弹性势能的减少量即物体的动能和弹簧的弹性势能相互转化即物体的动能和弹簧的弹性势能相互转化L0 E1=E2即物体即物体+弹簧组成的系统弹簧组成的系统机械能保持不变机械能保持不变只有弹力做功只有弹力做功机械能守恒的条件机械能守恒的条件不计一切摩擦，以地面为零势能面，不计一切摩擦，以地面为零势能面，不计弹簧的质量，小球的质量为不计弹簧的质量，小球的质量为m动能的增加量动能的增加量=势能的减少量势能的减少量即系统的动能和势能相互转化即系统的动能和势能相互转化L0 E1=E2即系统机械能保持不变即系统机械能保持不变只有重力和弹力做功只有重力和弹力做功机械能守恒的条

4、件机械能守恒的条件 1,1,弹1 2,2,弹2机械能守恒只有弹力做功只有弹力做功机械能守恒的条件机械能守恒的条件只有重力和弹力做功只有重力和弹力做功机械能守恒的条件机械能守恒的条件只有重力做功只有重力做功机械能守恒的条件机械能守恒的条件总结：机械能守恒的条件：只有重力总结：机械能守恒的条件：只有重力或或弹力做功弹力做功机械能守恒定律机械能守恒的条件：只有重力机械能守恒的条件：只有重力或或弹力做功弹力做功对守恒条件的理解对守恒条件的理解(1)物体物体只受重力或弹力只受重力或弹力，不受其他力不受其他力(2)物体除受重力或弹力外，物体除受重力或弹力外，还受其他力还受其他力，但其他力不做功或做功的代数

5、和为但其他力不做功或做功的代数和为0文字表述：在只有重力或弹力这类力做功的情况下，文字表述：在只有重力或弹力这类力做功的情况下，系统的动能与势能系统的动能与势能相互转化相互转化，系统机械能的总量保持不变系统机械能的总量保持不变。这个结论称为机械能守恒定律。这个结论称为机械能守恒定律表达式：表达式：即系统的：势能即系统的：势能+动能动能=定值定值机械能守恒定律系统机械能守恒时，系统机械能守恒时，系统的动能与势能相互转化系统的动能与势能相互转化1.动能增加，势能一定减小动能增加，势能一定减小，且动能，且动能增加量增加量等于势能等于势能减小量减小量。2.动能减小，势能一定增加动能减小，势能一定增加，

6、且动能，且动能减小量减小量等于势能等于势能增加量增加量。系统的：势能系统的：势能+动能动能=定值定值返回导航判断下列说法是否正确。判断下列说法是否正确。(1)通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化。通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化。()(2)弹性势能发生了改变，一定有弹力做功。弹性势能发生了改变，一定有弹力做功。()(3)机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用。机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用。()(4)合力为零，物体的机械能一定守恒。合力为零，物体的机械能一定守恒。()(5)合力做功为零，物体的机械能保持不变。合力做功为零，物体的机械能保持不变。()(6)只有重力做功时，

7、物体的机械能一定守恒。只有重力做功时，物体的机械能一定守恒。()优化大本优化大本P31返回导航机械能守恒的判断方法机械能守恒的判断方法(1)做做功功条条件件分分析析法法：应应用用机机械械能能守守恒恒的的条条件件进进行行判判断断。分分析析物物体体(或或系系统统)若若只只有有重重力力或或弹弹力力做做功功，没没有有其其他他力力做做功功或或其其他他力力做做功功的的代代数数和和为为零零，则则物体物体(或系统或系统)的机械能守恒。的机械能守恒。(2)能能量量转转化化分分析析法法：若若只只有有系系统统内内物物体体间间动动能能和和重重力力势势能能及及弹弹性性势势能能的的相相互互转转化化，机机械械能能也也没没有

8、有转转化化成成其其他他形形式式的的能能(如如内内能能)，则则系系统统的的机机械械能能守守恒。恒。(3)增增减减情情况况分分析析法法：直直接接从从机机械械能能的的各各种种形形式式的的能能量量增增减减情情况况进进行行判判断断。若若系系统统的的动动能能与与势势能能均均增增加加或或均均减减少少，则则系系统统的的机机械械能能不不守守恒恒；若若系系统统内内各个物体的机械能均增加或均减少，则系统的机械能不守恒。各个物体的机械能均增加或均减少，则系统的机械能不守恒。返回导航以下四种情境中，以下四种情境中，物体物体a机械能守恒的是机械能守恒的是(不计空气阻力不计空气阻力)()CC优化大本优化大本P32注意：注意

9、：D中小球的机械能不守恒，中小球的机械能不守恒，弹簧的机械能也不守恒，弹簧的机械能也不守恒，但弹簧但弹簧+小球组成的系统机械能守恒小球组成的系统机械能守恒返回导航1(机机械械能能守守恒恒的的判判断断)如如图图所所示示，下下列列说说法法正正确确的的是是(所所有有情情况况均均不不计计摩摩擦擦、空气阻力以及滑轮质量空气阻力以及滑轮质量)()A甲图中，火箭升空的过程中，若匀速甲图中，火箭升空的过程中，若匀速升升空空则机械能守恒，若加速升空则机械能不守恒则机械能守恒，若加速升空则机械能不守恒B乙图中，物块在外力乙图中，物块在外力F的作用下匀速上滑，的作用下匀速上滑，物体的物体的机械能守恒机械能守恒C丙丙

10、图图中中，物物块块A以以一一定定的的初初速速度度将将弹弹簧簧压压缩缩的的过过程程中中，物物块块A的的机机械械能能守恒守恒D丁丁图图中中，物物块块A加加速速下下落落、物物块块B加加速速上上升升的的过过程程中中，A、B系系统统机机械械能能守恒守恒D D优化大本优化大本P36拉力对系统做功的代数和为拉力对系统做功的代数和为0返回导航利用机械能守恒的解题思路利用机械能守恒的解题思路一定要先判断！一定要先判断！或或不需要选定参考面不需要选定参考面返回导航(2022浙浙江江龙龙游游中中学学期期末末)如如图图所所示示，质质量量为为m的的小小球球从从距距桌桌面面高高H处处的的A点点静静止止释释放放，之之后后落

11、落到到地地面面上上的的 B B点点，桌桌面面离离地地面面高高度度为为h，选选择择 A A 点所在水平面为参考平面点所在水平面为参考平面，重力加速度为，重力加速度为g，不计空气阻力，则小球，不计空气阻力，则小球()A在在A点时的重力势能为点时的重力势能为mg(Hh)B在在B点时重力势能为点时重力势能为0C在在B点时的动能为点时的动能为 mgmg(H Hh)D落到落到B点时的机械能为点时的机械能为 mgmg(H Hh)CC优化大本优化大本P33返回导航(2022上上海海市市虹虹口口区区高高一一期期中中)跳跳台台滑滑雪雪比比赛赛的的跳跳台台的的示示意意图图如如图图所所示示。假假设设运运动动员员从从雪

12、雪道道的的最最高高台台A由由静静止止开开始始滑滑下下，不不借借助助其其他他器器械械，沿沿光光滑滑雪雪道道到到达达跳跳台台的的B点点时时速速度度是是多多大大？当当他他落落到到离离B点点竖竖直直高高度度为为10m的的雪雪地地C点点时时，速速度度又又是是多多大大？(设设这这一一过过程程中中运运动动员员没没有有做做其其他他动动作作，忽忽略略摩擦和空气阻力，摩擦和空气阻力，g取取10m/s2)优化大本优化大本P33判断是否机械能守恒判断是否机械能守恒以以B点所在水平面为点所在水平面为零势能面零势能面返回导航非质点类物体的机械能守恒问题非质点类物体的机械能守恒问题像像“链链条条”“”“液液柱柱”类类的的物

13、物体体，其其在在运运动动过过程程中中将将发发生生形形变变，其其重重心心位置相对物体也发生变化，因此这类物体位置相对物体也发生变化，因此这类物体不能再看成质点不能再看成质点来处理。来处理。物物体体虽虽然然不不能能看看成成质质点点来来处处理理，但但因因只只有有重重力力做做功功，物物体体整整体体机机械械能能守守恒恒。一一般般情情况况下下，可可将将物物体体分分段段处处理理，确确定定质质量量分分布布均均匀匀的的规规则则物物体体各各部分的重心位置，根据初、末状态物体重力势能的变化列式求解部分的重心位置，根据初、末状态物体重力势能的变化列式求解。返回导航一条长为一条长为L，质量为，质量为m的链条放在光滑桌面

14、上，松手后链条从静止的链条放在光滑桌面上，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，开始沿桌边下滑，以桌面为零势能面以桌面为零势能面，则链条滑至刚离开桌边时，则链条滑至刚离开桌边时的的速度速度大小？大小？A链条的机械能守恒BCEpA+EpB+EkA+EkB =EpC+EkC返回导航一条长为一条长为L，质量为，质量为m的链条放在光滑桌面上，松手后链条从静止开始的链条放在光滑桌面上，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，以桌面为零势能面，则链条滑至刚离开桌边时的速度大小沿桌边下滑，以桌面为零势能面，则链条滑至刚离开桌边时的速度大小？A链条的机械能守恒链条的机械能守恒BCD即重叠部分势能无变化，整体即重叠部分势能无变化，整体势能的变化势能的变化可以看成从可以看成从A部分部分D部分部分返回导航1234CC5优化大本优化大本P36以桌面为零势能面以桌面为零势能面返回导航A A优化大本优化大本P33设液体的总质量为设液体的总质量为m重叠部分势能不变重叠部分势能不变BA