8.4 机械能守恒定律- 【物理优课PPT】高中物理必修第二册同步PPT课件（人教版2019）

人教版 高中物理必修第二册 授课老师：* * * 学习目标 1.知道什么是机械能，知道动能和势能是可以相互转化的。 2.掌握推导机械能守恒定律的方法。 3.掌握机械能守恒定律的内容，理解守恒条件。 4.掌握运用机械能守恒定律解决问题的方法。 核心素养要求 核心素养呈现 机械能 守恒定律 物理观念 机械能 科学思维 机械能 守恒定律 科学探究 推导机械能守恒定律 科学 态度 与责任 守恒的判断及应用 知识回顾 重力势能:地球上的物体具有的跟它的高度有关的能。 2 弹性势能:发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能。 3 动能定理：合力所做的总功等于物体动能的变化。 4 重力做功与重力势能变化的关系：重力做的功等于物体重力势能的减少量。 5 动能：物体由于运动而具有的能。 1 生活中有各种不同形式的能量 势 能 动 能 核 能 风 能 内 能 电 能 化学能 伽利略斜面实验 探究一　小球是否到达等高处？ h 思考：小球在光滑的斜面Ａ上从高为h处由静止滚下，滚上另一光滑的斜面Ｂ，速度变为零时的高度为h1 ，h和h1的大小关系怎样？如果减小斜面B的倾角呢？ 伽利略理想斜面实验（斜面均光滑） A B h' 探究一　小球是否到达等高处？ 伽利略理想斜面实验（斜面均光滑） A B h h' α β 在A斜面上 a＝gsinα x＝ v2/2a h ＝ x sinα＝v2/2g ∴h'＝h a'＝－gsinβ x'＝（0－v2）/2a’ h' ＝ x’ sinβ= v2/2g 在B斜面上 探究一　小球是否到达等高处？ 伽利略理想斜面实验（斜面均光滑） A B h h' α β 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）。 后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。 探究一　小球是否到达等高处？ 伽利略理想斜面实验（斜面均光滑） A B h v0 = 0 在伽利略斜面实验中，将小球提高到起始点的高度时，小球被赋予一种形式的能量——势能。 概念：势能 相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能（potential energy）。 探究一　小球是否到达等高处？ 伽利略理想斜面实验（斜面均光滑） A B h v0 = 0 在伽利略斜面实验中，释放小球后，小球开始运动，获得速度，小球被赋予一种形式的能量——动能。 概念：动能 物体由于运动而具有的能量叫做动能（kinetic energy）。 探究一　小球是否到达等高处？ 伽利略理想斜面实验（斜面均光滑） 在伽利略斜面实验中，释放小球后，小球开始运动，获得速度，具有动能；当运动到斜面中间的某一位置时，小球又有一定的高度，具有势能；把小球的动能与势能的总和称为机械能。 概念：机械能 机械能：动能与势能的总和 。 A B h h' α β 一、动能与势能的相互转化 一、机械能 动能、重力势能和弹性势能的统称。 总机械能为动能和势能之和。 1、概 念 2、表达式 一、动能与势能的相互转化 物体动能、重力势能和弹性势能的总和叫机械能。 通过重力或弹力做功，动能与势能可以相互转化。 一、动能与势能的相互转化 v 自由落体 重力势能减小 动能增加 重力势能转化为动能 v 竖直上抛 动能减小 重力势能增加 动能转化为重力势能 二、机械能之间可以互相转化 重力势能和动能之间可以互相转化，有重力做功。 1 弹性势能和动能之间可以互相转化，有弹力做功。 2 重力势能和弹性势能之间可以互相转化，有重力和弹力做功。 3 生活中的现象 某些汽车或列车站的站台都设计有一个小的坡度。这是为什么？ v h 进站前关闭发动机，机车凭惯性上坡，动能变成势能储存起来，出站时下坡，势能变成动能，节省了能源。 生活中的现象 大坝 跳水 二、机械能守恒定律 动能与势能的相互转化是否存在某种定量关系? 二、机械能守恒定律 移项 ΔＥＫ增（减）＝ ΔＥＰ减（增） 又因为重力做功使得小球的重力势能减少了 ② WG=mgh1-mgh2 EP1 + EK1 = EP2 + EK2 ① = ② 得 mgh1+1/2mv12=mgh2+1/2mv22 根据动能定理我们可以得 ① V0=0 V1 V2 h1 h2 在只有重力做功的物体系统中(以自由落体运动为例） 二、机械能守恒定律 在只有重力做功的物体系统中，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。 结论 结 论 二、机械能守恒定律 在只有重力做功的情况下，机械能是守恒的；同样作为机械能组成部分的弹性势能，在只有弹力做功的物体系统中动能和弹性势能可以相互转化，总的机