8.4机械能守恒定律 课件 -2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第八章 机械能守恒定律 第4节 机械能守恒定律 1、动能:物体由于运动而具有的能。 2、重力势能:地球上的物体由于被举高而具有的能。 3、弹性势能:发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力的作用而具有的势能。 4、动能定理：外力对物体做的总功等于物体动能的变化。 5、重力做功等于物体重力势能的减少量。 弹簧弹力做功等于弹簧弹性势能的减少量。 =-ΔEP =-ΔEP =ΔEk 一、知识回顾 一、机械能 机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称， 用符号 E 表示 3.机械能是标量，具有相对性 1.概念： 2.表达式： 动能和势能可以相互转化吗？ （只有在确定的参考系和零势能参考平面情况下，机械能才有确定的物理意义） 压缩的弹簧 v=0 二、动能与势能的相互转化 在动能和势能的转化过程中，总的机械能（机械能的总量）是否是恒定不变的呢？ 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(图8.4-2)。它们都由高度为h的地方下落到高度为h，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； （2）重力势能的变化相等； （3）动能变化不相等； （4）第一次减小的重力势能完全转化为动能，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。 三、机械能守恒定律 物理情景：物体沿光滑曲面滑下，经过高度h1的A点时速度为v1，下落至高度h2的B点处速度为v2，不计阻力，重力加速度为g，取地面为参考平面。 问题：（1）从A至B的过程中，物体受到哪些力？他们做功情况如何？ （2）求物体在A、B处的机械能EA、EB； （3）比较物体在A、B处的机械能的大小。 可见，在只有重力做功的系统内，动能与重力势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。 1.内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。 2.表达式： 守恒观点 转化观点 转移观点 或 ΔEk减=ΔEp增 或 ΔEA减=ΔEB增 （3）ΔEA增=ΔEB减 （2）ΔEk增= ΔEp减 （1）EK2+EP2=EK1+EP1 即 E2=E1 机械能守恒定律 F1 F2 A B 三、机械能守恒定律 你是如何理解“只有重力（或弹力）做功”的？ （1）只受重力 （或弹力）作用 如： 自由落体运动 抛体运动 竖直上抛 竖直下抛 平抛 斜抛 物体沿光滑斜面下滑 物体沿光滑曲面下滑 单摆 （2）除受重力（或弹力）外，还受其他力作用，但其他力不做功 物体在外力F作用下沿斜面上滑，且F=f (3)除重力（或弹力）做功外，其他力也做功，但其他力做功代数和为零。 三、机械能守恒定律 例： 物体沿光滑地面匀速运动 V F 物体匀速上升（不计阻力） 试分析物体机械能是否守恒？ 只有重力做功或弹簧弹力做功 3、机械能守恒条件： （1）物体只受重力或弹簧弹力，不受其他力（自由落体运动、抛体运动） （2）物体除受重力或弹簧弹力外，还受其他力，但其他力不做功（沿光滑斜面、曲面上下滑） （3）除受重力、弹力外，还受其他力，其他力做功，但做功代数和为零 也不要把只有重力和弹力做功理解为物体只受重力和弹力. 不要把其他力不做功理解为物体受到的合外力为零.(物体所受合力为零，机械能也不一定守恒) 注意: (4)从能量转化角度分析： 物体系统中只有动能和势能的相互转化。系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转化成其他形式的能(如内能)，系统的机械能守恒 机械能守恒定律 定律内容： 表达式： 机械能守恒定律成立的条件： 应用机械能守恒定律解题的一般步骤： 与动能定理的区别？ 成立的条件不同！！！ 动能定理适用于：everything 机械能守恒适用于：只有WG和W弹的情况 课堂小结 【例题1】判断下列各题中物体的机械能是否守恒？ 将小球斜抛出去后 木块沿光滑固定斜面下滑 降落伞匀速下降 G G G FN f √ √ 用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。 × × 例： 小球自由下落（不计阻力） 思考：小球机械能是否守恒？ 不守恒，小球重力势能不变，动能减少，所以机械能减少。 思考：小球机械能是否守恒？ 守恒，小球机械能守恒，其实指的是小球和地球组成的机械能守恒，只是我们一般把地球省略去了。 v 但小球与弹簧组成的系统机械能守恒。 练习、（多选）下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是 A、做匀速直线运动的物体机械能一定守恒。 B、做匀变速直线运动的物体机械能可能守恒。 C、合外力对物体做功为零时，物体的机械能守恒。 D、只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒。 E、物体匀速向上运