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4节 机械能守恒定律 人教版必修二第八章 碰鼻实验： 如图所示，把悬挂的小球拉至鼻尖由静止释放，实验者立于原地不动，小球来回摆动，小球能否碰到鼻子？为什么？ 伽利略曾研究过小球在斜面上的运动，如图所示将小球由斜面A上某位置由静止释放，如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球在斜面B上速度变为0（即到达最高点）时的高度与它出发时的高度_______，不会更高一点，也不会更低一点，这说明某种“东西”在小球运动的过程中是_____ 的。 相同 守恒 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。 一、追寻守恒量 思考1：小球在A到B和从B到C的运动过程中 1、什么力对小球做功？ 2、小球运动过程中有什么能量？如何变化？ 单摆运动 A C B 二、动能与势能的相互转化 （1）重力势能与动能的转化 结论：只有重力做功时，重力势能与动能相互转化 二、动能与势能的相互转化 （2）弹性势能与动能的转化 二、动能与势能的相互转化 小结：只在弹力做功的情况下，动能与弹性势能相互转化。 A B O 原长 思考2：小球在A到O和从O到B的运动过程中 1、什么力对小球做功？ 2、小球运动过程中有什么能量？如何变化？ 二、动能与势能的相互转化 （3）弹性势能、重力势能和动能的相互转化 A O B 原长 思考3：小球在A到O和从O到B的运动过程中 1、什么力对小球做功？ 2、小球运动过程中有什么能量？如何变化？ O处弹力与重力平衡 二、动能与势能的相互转化 A C B 重力势能 动能 弹性势能 机械能 相对性 系统性 三、机械能守恒定律 理论分析：小球在光滑曲面上由A点下滑到B点。假设：小球在A点的高度为h1，速度是v1。下落到B点时的高度为h2，速度为v2。试用动能的定理推导小球在A、B点的机械能有什么关系？ 小结：只有重力做功，动能和重力势能之和即总的机械能保持不变。 A O 原长 B 理论分析可以证明：只有弹力做功，动能和弹性势能之和即总的机械能保持不变。 A O B 原长 只有系统 内弹力和重力做功，动能、弹性势能、重力势能之和即总的机械能保持不变。 三、机械能守恒定律 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。 三、机械能守恒定律 EK2+EP2=EK1+EP1 即E2=E1 2.表达式： 3、守恒条件：只有重力或系统内的弹力做功 （1）物体只有重力做功，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。如在光滑水平面上运动的物体碰到一根弹簧，和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒。 三、机械能守恒定律 如自由落体运动、抛体运动、单摆等。 （3）物体既受重力，又受弹力，重力和弹力都做功，发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化。 三、机械能守恒定律 如自由下落的物体落到竖直的弹簧上，和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒。 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。它们都由高度为h1的地方下落到高度为h2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？   思考与讨论 四、机械能守恒定律的应用 例：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 跳伞运动员匀速下降 将小球斜抛出去后 用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。 物体的机械能是否守恒？ √ × × 机械能守恒的判断方法 (1)做功分析法 例.（多选）如下图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，从小球与弹簧接触到弹簧压缩到最短的过程中，下列叙述中正确的是（ ） A．小球重力势能与动能之和总持续减小 B．小球重力势能与弹簧的弹性势能之和总保持不变 C．小球的动能与弹簧的弹性势能之和总保持不变 D．小球的重力势能、小球的动能和弹簧的弹性势能之和总保持不变 AD (2)能量分析法(常用于多个物体组成的系统) 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:物体只有重力或系统内的弹力做功。 课堂小结 EVCapture4.1.8软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $