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 学习目标 1.通过机械能守恒定律的学习，初步建立能量观念、体会守恒思想 2.会用能量观念分析具体实例中动能与势能（包括弹性势能）之间的相互转化。 3.理解机械能守恒定律的推导过程。 4.会从做功和能量转化的角度判断机械能是否守恒，能应用机械能守恒定律解决有关问题，体会利用机械能守恒定律解决问题的便利性。 2 复习回顾 1.重力做功的特点 2.重力势能的表达式 3.重力做功与重力势能变化的关系及关系式 4.弹性势能的表达式 5.动能的表达式 6.动能定理的表达式及文字叙述 7.动能定理的解题步骤 新课引入 新课教学 一、追寻守恒量 空气阻力和摩擦力小到可以忽略时，小球总能“记得”原来的高度说明了什么？ 这说明某种“东西”在小球运动的过程中是不变的。 新课教学 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。 能量概念的引入是科学前辈们追寻守恒量的一个重要事例。 新课教学 1.下滑时，重力做什么功，重力势能如何变，动能如何变？ 2.上滑时，重力做什么功，重力势能如何变，动能如何变？ 二、动能和势能的相互转化 正功，减少，增加 重力势能转化为动能 负功，增加，减少 动能转化为重力势能 动能和重力势能可以相互转化。 新课教学 1.小球从A到最O的过程中，弹力做什么功，弹性势能如何变,动能如何变？ 2.小球从O到最B的过程中，弹力做什么功，弹性势能如何变,动能如何变？ 正功，减少，增加 弹性势能转化为动能 负功，增加，减少 动能转化为弹性势能 A O B 动能和弹性势能可以相互转化。 新课教学 3.标量：只有大小，没有方向，但有正、负之分。 ②机械能具有相对性 1.概念：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 2.表达式： ①机械能是状态量 新课教学 相等 相等 不相等 左：动能 右：动能+内能 新课教学 重力做功与重力势能变化的关系： 由动能定理： 判断物体在A点的机械能E1和在B点的机械能E2的关系 只有重力作功的情况下，物体的机械能总量保持不变。 新课教学 在光滑水平面上，设弹簧被压缩时弹性势能为，动能为,设弹簧被压缩时弹性势能为，动能为 弹力做功与弹性势能变化的关系： 由动能定理： 只有重力作功的情况下，系统的机械能总量保持不变。 原长 新课教学 新课教学 1.内容： 在只有重力或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.适用条件： （1）只有重力或系统内弹力做功 （2）物体可还受其他力，但其他外力不做功或做功代数和为零。 三、机械能守恒定律 伽利略已经走到了机械能守恒的大门口，只是当时还没有“能量”的概念，因此，伽利略没有得出机械能守恒的结论。 新课教学 判断1：物体所受其他力不做功，说明物体所受合外力一定为零。 判断2：物体所受合外力为零，物体的机械能一定守恒。 × 水平面内的匀速圆周运动 × 匀速上升 典例精析 例1.如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（ ） A.甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒 B.乙图中，A置于光滑水平面 上，物体B沿光滑斜面下滑， 物体B机械能守恒 C.丙图中，不计任何阻力和滑 轮质量时A加速下落、B加速上升过程中，A、B系统机械能守恒 D.丁图中，系在橡皮条一端的小球向下摆动时，小球的机械能守恒 √ 新课教学 3.表达式： 守恒观点 （必须先选0势能面） 转移观点 意义：初末状态机械能相等 意义：系统只有A、B两物体（部分）时，A增加（减少）的机械能等于B减少（增加）的机械能。 = 转化观点 意义：系统势能的减小量（增加量）等于动能的增加量（减小量） 新课教学 应用机械能守恒定律解题的一般步骤 1.确定研究对象（物体或系统）和研究过程； 2.对研究对象进行正确的受力分析；判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件（是否只有重力或弹簧弹力做功）； 3.恰当选取参考平面，并确定研究对象在始、末状态时的机械能； 4.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。 典例精析 例2.(多选)如图，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上.其上方A位置有一小球，小球从静止开始下落到B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零.不计空气阻力，则小球 A.下落至C处速度最大 B.由A至D的过程中机械能守恒 C.由B至D的过程中，动能先增大后减小 D.由A运动到D时，重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的 增加量 √ √ √ 新课教学 机械能守恒定律 动能定理