内容正文:
4.机械能守恒定律
知识导图
核心素养
物理观念:动能、势能、机械能的概念.
科学思维:转化观点在机械能守恒中的理解和应用.
科学探究:(1)通过实例探究机械能守恒条件.
(2)根据具体事例探究机械能守恒定律的不同表达式.
科学态度与责任:机械能守恒定律在日常生活中的应用.
知识点一 追寻守恒量
阅读教材第89页内容.
1.伽利略的斜面实验探究如图所示.
2.过程:不计一切摩擦,将小球由斜面A上某位置滚落,它就要继续滚上另一个斜面B.
3.现象:无论斜面B比斜面A陡些或缓些,小球的速度最后总会在斜面上的某点变为0,这一点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度 .
4.结论:这一事实说明某个量是 的.在物理学中我们把这个量叫做 .
相同
不变
能量
瀑布的水下落是水的重力势能转化为动能;射箭是弹性势能转化为动能.
知识点二 动能与势能的相互转化
阅读教材第90页“动能与势能的相互转化”部分.
1.重力势能与动能
只有重力做功时,若重力对物体做正功,则物体的重力势能 ,动能 , 能转化成了动能;若重力做负功,则 能转化为 能.
2.弹性势能与动能
只有弹簧弹力做功时,若弹力做正功,则弹簧弹性势能 ,物体的动能 , 能转化为 能.
减少
增加
重力势
动
重力势
减少
增加
弹性势
动
3.机械能
(1)定义:重力势能、弹性势能与 都是机械运动中的能量形式,统称为机械能(mechanical energy).
(2)动能与势能的相互转化:通过 或 做功,机械能可以从一种形式转化为另一种形式.
动能
重力
弹力
知识点三 机械能守恒定律
阅读教材第91~93页“机械能守恒定律”部分.
1.推导
物体沿光滑曲面滑下从A到B
由动能定理得W=eq \f(1,2)mveq \o\al(2,2)-eq \f(1,2)mveq \o\al(2,1)
又因,重力对物体做的功等于物体重力势能的减少,即
W=mgh1-mgh2从以上两式可得eq \f(1,2)mveq \o\al(2,2)+mgh2=eq \f(1,2)mveq \o\al(2,1)+mgh1
等式左边为物体末状态动能与势能之和,等式右边为物体初状态动能与势能之和.
2.内容
在只有重力或弹力做功的物体系