8.4 机械能守恒定律 8.5 验证机械能守恒定律 课件— 2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册

第八章　机械能守恒定律 第四节　机械能守恒定律 学习目标 1.了解人们追寻守恒量和建立“能量”概念的漫长过程. 2.知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化. 3.能够推导出机械能守恒定律. 4.会判断一个过程机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题. 一、追寻守恒量 伽利略曾研究过小球在斜面上的运动，如图所示. 将小球由斜面A上某位置由静止释放，如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球在斜面B上速度变为0(即到达最高点)时的高度与它出发时的高度 ，不会更高一点，也不会更低一点.这说明某种“东西”在小球运动的过程中是 的. 相同 不变 二、动能与势能的相互转化 1.重力势能与动能的转化 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 ，物体的 转化为 ；若重力对物体做负功，则物体的重力势能 ，动能 ，物体的 转化为 . 2.弹性势能与动能的转化 只有弹簧弹力做功时，若弹力对物体做正功，则弹簧的弹性势能 ，物体的动能 ，弹簧的 转化为物体的 ；若弹力对物体做负功，则弹簧的弹性势能 ，物体的动能 ，物体的 转化为弹簧的 . 3.机械能： 、 与 统称为机械能. 减少 增加 重力势能 动能 增加 减少 动能 重力势能 减少 增加 弹性势能 动能 增加 减少 动能 弹性势能 重力势能 弹性势能 动能 三、机械能守恒定律 1.内容：在只有 或 做功的物体系统内， 与 可以互相转化，而 保持不变. 2.表达式： mv22＋mgh2＝ 或Ek2＋Ep2＝ . 3.应用机械能守恒定律解决问题只需考虑运动的_______和 ，不必考虑两个状态间 ，即可以简化计算. 重力 弹力 动能 势能 总的机械能 Ek1＋Ep1 末状态 过程的细节 初状态 mv12＋mgh1 例题1：如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由落下，不计空气阻力，重力加速度为g，以桌面所在水平面为参考平面，则小球落到地面前瞬间的机械能为______ mgH 1.对机械能守恒条件的理解 (1)只有重力做功，只发生动能和重力势能的相互转化. (2)只有弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化. (3)只有重力和弹力做功，发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化. (4)除受重力或弹力外，其他力也做功，但其他力做功的代数和始终为零. 2.判断机械能是否守恒的方法 (1)做功条件分析：只有重力和系统内弹力做功，其他力不做功或做功的代数和始终为零. (2)能量转化分析：系统内只有动能、重力势能及弹性势能的相互转化，即系统内只有物体间的机械能相互转移，则机械能守恒. (3)定义判断法：如物体沿竖直方向或沿斜面匀速运动时，动能不变，势能变化，机械能不守恒. 例题2：如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确是（ ） A.甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中， A机械能守恒 B.乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒 C.丙图中，不计任何阻力时A加速下落、B加速上升过程中，A、B系统机械能守恒 D.丁图中，系在橡皮条一端的小球向下摆动时，小球的机械能守恒 C 例题3：(多选)如图，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上.其上方A位置有一小球，小球从静止开始下落到B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零.不计空气阻力，则小球（ ） A.下落至C处速度最大 B.由A至D的过程中机械能守恒 C.由B至D的过程中，动能先增大后减小 D.由A运动到D时，重力势能的减少量等于弹 簧弹性势能的增加量 ACD 例题4：一条长为0.80 m的轻绳一端固定在O点，另一端连接一质量m＝0.10 kg的小球，悬点O距离水平地面的高度H＝1.00 m，开始时小球处于A点，此时轻绳拉直处于水平方向上，如图6所示，让小球从静止释放，当小球运动到B点时，轻绳碰到悬点O正下方一个固定