8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件

8.4机械能守恒定律 第八章 机械能守恒定律 www.xfwuli.com 伽利略曾研究过小球在斜面上的运动。他发现：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，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度基本相同。 在小球的运动过程中，有哪些物理量是变化的？哪些是不变的？你能找出不变的量吗？ 情景引入 www.xfwuli.com 伽利略理想斜面实验 A B hA hB 1.实验过程： 一、追寻守恒量 2.实验现象： 在没有空气阻力和摩擦力时，无论斜面B陡一些，还是缓一 些，小球总能到达斜面B上与释放点等高的位置，即hA=hB 3.实验结论： 小球在运动中“某个量是守恒的” 　　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）。 把这个量叫做能量或能。 让静止的小球沿斜面A滚下，小球将滚上斜面B 新课教学 www.xfwuli.com 机械能（E） 重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式，统称为机械能 ①机械能是状态量 （对应物体在某一时刻或某一位置时的机械能） 二、动能与势能的相互转化 ②机械能具有相对性 （其大小与参考系、零势能面的选取有关） 1.概念： 2.表达式： 3.标量： 只有大小，没有方向，但有正、负之分。 新课教学 www.xfwuli.com 二、动能与势能的相互转化 1、动能与重力势能的相互转化 A B 思考：小球沿A运动时，高度不断减小，而速度不断增大，说明什么？ 说明：小球重力势能不断减小，动能不断增大，重力势能转化为动能 思考：小球沿B运动时，高度不断增大，而速度不断减小，说明什么？ 说明：小球重力势能不断增大，动能不断减小，动能转化重力势能 思考：小球重力势能与动能间转化的原因是什么？（从做功角度考虑） 重力做功 重力做功 小球沿A运动时，重力对物体做正功，物体的动能增加，重力势能减小。 小球沿B运动时，重力对物体做负功，物体的动能减小，重力势能增大。 新课教学 www.xfwuli.com 2、动能与弹性势能的相互转化 思考：小球向左运动时，速度不断减小，而弹簧形变量不断增大，说明什么？ 说明：小球动能不断减小，弹簧弹性势能不断增大，动能转化为弹性势能 思考：小球向右运动时，速度不断增大，而弹簧形变量不断减小，说明什么？ 说明：小球动能不断增大，弹簧弹性势能不断减小，弹性势能转化为动能 二、动能与势能的相互转化 弹力做功 弹力做功 新课教学 www.xfwuli.com 一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的液体中由静止开始下落，它们都由高度为h1的地方下落到高度为h2的地方。在这两种情况下，重力做的功相等吗?重力势能的变化相等吗?动能的变化相等吗?重力势能各转化成什么形式的能? （1）这两种情况下，重力做功相等； （3）第一次减小的重力势能完全转化为动能. （2）重力势能的变化相等； （5）动能变化不相等； （4）第二次减小的重力势能除了转化为动能外，还有一部分转化为内能。 请思考 www.xfwuli.com 物体在某一时刻处在高度为h1的位置A,这时它的速度是v1。经过一段时间后，物体下落到高度为h2的另一位置B，这时它的速度是v2。 只有重力做功 下滑 mg FN 重力做功=重力势能的变化： 合力做的功=动能的变化： 物体沿光滑曲面滑下 初状态 末状态 即 新课教学 www.xfwuli.com 物体在某一时刻处在高度为h1的位置A,这时它的速度是v1。经过一段时间后，物体下落到高度为h2的另一位置B，这时它的速度是v2。 重力做功=重力势能的变化： 合力做的功=动能的变化： 初状态 末状态 即 在只有重力做功的系统内，动能与重力势能互相转化时总的机械能保持不变。 新课教学 www.xfwuli.com 只有弹力做功的系统内 在只有弹力做功的物体系统内，动能与弹性势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。 只有重力和弹力做功的系统 在只有重力和弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。 新课教学 www.xfwuli.com 三、机械能守恒定律 在只有重力或弹力做功的情况下，物体系统的动能与势能相互转化，机械能的总量保持不变。这个结论称为机械能守恒定律。 新课教学 www.xfwuli.com 1、从能量守恒的角度:E1=E2或++,即系统初态的机械能等于系统末态的机械能。注意:选用此表达式解题时,需选取零势能面。 2、从能量转化的角度:ΔEk增=ΔEp减或ΔEp增=ΔEk减。即系统增加（或减少）的动能等于系统减少（或增加）的势能。 3、从机械能转移的角度:ΔE