4.5 机械能守恒定律（备课件）-【上好课】2021-2022学年高一物理同步备课系列（粤教版2019必修第二册）

第四章 机械能及其守恒定律 第五节 机械能守恒定律 粤教版（2019）高中物理必修第二册 如图所示，骑自行车下坡时，即使没有蹬车，车速仍然会逐渐增大。从能量的观点来看，该过程中自行车的重力势能减小，动能增加。动能和势能可以相互转化。 它们之间的转化通过什么来实现？在转化的过程中，机械能总量是否会发生变化？ 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 【讨论·交流】 一、动能与势能的相互转化 动能与势能(包括重力势能和弹性势能)统称为机械能。在一定条件下，物体的动能与势能可以相互转化。 如图所示是一个网球竖直下落，与地面碰撞并回弹的过程。若网球与地面接触过程中机械能守恒，空气阻力可忽略不计，试分析以下过程中各有什么力做功，动能和势能之间如何转化。 (1)网球下落的过程。 (2)网球与地面接触至下落到最低点的过程。 (4)网球离开地面至上升到最高点的过程。 (3)网球从最低点上升至离开地面的过程。 【总结】 网球下落的过程中，重力做正功，重力势能转化为动能；网球与地面接触至下落到最低点的过程中，重力做正功，弹力做负功，动能和重力势能转化为弹性势能；网球从最低点上升至离开地面的过程中，重力做负功，弹力做正功，弹性势能转化为动能和重力势能；网球离开地面至上升到最高点的过程中，重力做负功，动能转化为重力势能。在蹦极、撑竿跳高等过程中(如图所示)，也存在相似的动能和势能转化的过程。 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。 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化，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。 二、机械能守恒定律的理论验证 【实验·探究】 设一个质量为m的小球从点A开始自由下落，如图所示。小球经过高度为h1的点B时速度为v1；下落到高度为h2的点C时速度为v2。在自由落体运动中，小球只受到重力作用，重力做正功