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

8.4 机械能守恒定律 第八章·机械能守恒定律 思考：一辆过山车处于精致下滑过程中，为什么没有什么动力，但总能完成一系列动作呢？ 在这个过程中，动能和势能之间发生了相互转化 翻滚过山车 那么你知道它们在转化的过程中遵守什么规律吗？ 新课引入 一、追寻守恒量 在伽利略的斜面理想实验中，是否存在守恒量？ 一、追寻守恒量 　　观察：斜面上的小球在运动过程中好像总是“记得 ”自己起始的高度。 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。 A B h h' α β 二、动能与势能的相互转化 演示： 以一定速度释放小球，观察小球摆动现象； 学生活动： 选多个学生做游戏，将小球拉到鼻尖处静止释放，保持头部位置不变，观察小球摆回来时会不会打到鼻头； 1、小球受哪些力,做功的都有那些力？2、过程中小球的能量发生了什么样的变化？ 3、对比两个实验，由此说明了什么？ 小结：只在重力做功的情况下，动能与重力势能相互转化。 A O B 小球从A到O： 形变程度减小，弹力做正功，弹性势能减少；速度增加，动能增加 ------弹性势能转化为动能 小球从O到B： 形变程度增加，弹力做负功，弹性势能增加；速度减小，动能减少 ------动能转化为弹性势能 小结：只在弹力做功的情况下，动能与弹性势能相互转化。 二、动能与势能的相互转化 二、动能与势能的相互转化 从上面的讨论可以看出来，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 重力势能Ep: 弹性势能Ep： 势能Ep Ep=mgh 动能Ek： 机械能E=EK+EP Ek=mv2/2 Ep=kx2/2 机械能的大小有相对性 机械能的变化有绝对性 情景：物体沿光滑曲面滑下，在下滑过程中任意选取两个位置A、B，以地面为参考平面，当物体经过位置A时速度为V1，经过位置B时，速度为V2。 1、求A、B两点，机械能EA、EB分别为多少？ 2、对物体进行受力分析，分析哪些力做功？ 3、重力做功为多少？ 4、用动能定理求合外力做功为多少？ 5、合外力做功与重力做功什么关系？ 6、变换公式探究小球运动过程中初、末状态机械能有什么关系？ 二、机械能守恒定律 结论：只有重力做功时，只发生动能和重力势能的相互转化，总的机械能守恒 思考：若为粗糙曲面还满足此结论吗？ 8 三、机械能守恒定律 1、内容：在只有重力和弹力做功的物体系统内，动能和势能 可以互相转化，而总的机械能保持不变。 2、条件：（1）系统内只有重力（或弹力）做功； 系统内只受重力； 系统内除重力外还受其他力，但其他力做功和为0 （2）只发生动能和势能间的相互转化。 3、表达式： EP2+EK2=EP1+EK1 （ E2= E1） 应用规律解释生活现象 蹦极 无动力下滑 小组讨论机械能守恒吗？ 四、机械能守恒定律应用 4.机械能守恒的判断方法 (1)做功分析法(常用于单个物体) (2)能量分析法(常用于多个物体组成的系统) 四、机械能守恒定律应用 把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆，摆长为l，最大偏角为θ。小球运动到最低位置时的速度是多大？ O B A θ l G FT 例一： 应用机械能守恒定律的解题步骤： (1)确定研究对象； (2)对研究对象进行正确的受力分析； (3)判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件； (4)视解题方便选取零势能参考平面，并确定研究对象在始、末状态时的机械能； (5)根据机械能守恒定律列出方程，或再辅之以其他方程，进行求解； 一、机械能 1、定义：重力势能、弹性势能与动能统称为机械能。 二、机械能守恒定律内容 1、内容 在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。 2、表达式: EK1 + EP1 = EK2 + EP2 或E1＝E2 3、条件:物体系统内只有重力或弹力做功(其他力做功和为0)。 课堂小结 分层作业： 共性作业 P93页2、 选课作业：3、4、任选一道 知识点三：机械能守恒定理应用 $