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

人教版物理必修二 第八章 机械能守恒定律 第四节 机械能守恒定律(1) 知识回顾 3、动能:物体由于运动而具有的能。 1、重力势能:地球上的物体由于被举高而具有的能。EP=mgh 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。 4、动能定理：所有外力对物体做的总功等于物体动能的变化。 5、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。 6、弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系： 弹簧弹力做功等于弹簧弹性势能的减少量。 任何人类活动都离不开能量,不同形式的能量可以互相转化 1.如图是迪斯尼乐园的过山车情景，请问：“一辆滑车在下滑过程中，既然没有什么动力，为什么每次总能如此准确的完成一连串有惊无险的动作呢？” 讨论交流 2.上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度。明珠号列车为什么在站台上要设置一个小小的坡度？ 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。 一、追寻守恒量 讨论交流：既然能量对于人们的生产、生活如此重要，那究竟能量是什么呢？ 由于能量过于抽象，要用一句话来来说明什么是能量并非易事，这也是牛顿未能把“能量”这一重要的概念留给我们的原因。 能量的概念是人类在对物质运动规律进行长期探索中逐渐建立起来的。但在牛顿之前的伽利略理想斜面实验中，我们就能发现它的萌芽。 伽利略理想斜面实验 A B hA hB 伽利略理想斜面实验 实验过程：让静止的小球沿斜面A滚下，小球将滚上斜面B 实验现象：在没有空气阻力和摩擦力时，无论斜面B陡一些，还是缓一些，小球总能到达斜面B上与释放点等高的位置，即hA=hB 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）。 实验结论：小球在运动中“某个量是守恒的” 把这个量叫做能量或能。 单摆中的小球 滚摆中的轮子 通过以上实验我们可以观察到斜面上的小球、单摆中的小球、滚摆中的轮子好像“记得 ”自己起始的高度（或与高度相关的某个量）. 二、动能与势能的相互转化 A B hA 小球沿A向下时，高度不断减小，而速度不断增大，说明什么？ 小球重力势能不断减小，动能不断增大，重力势能转化为动能 小球沿B向上时，高度不断增大，而速度不断减小，说明什么？ 小球重力势能不断增大，动能不断减小，动能转化为重力势能 小球重力势能与动能间转化的原因是什么？ 重力做功 小球沿A向下运动时，重力对物体做正功，物体的动能增加，重力势能减小。小球沿B运动时，重力对物体做负功，物体的动能减小，重力势能增大。 1.动能与重力势能的相互转化 实验结论：动能与重力势能可以相互转化 2、动能与弹性势能的相互转化 小球由0向A运动时，速度不断减小，而弹簧形变量不断增大，说明什么？ 小球由B向0运动时，速度不断增大，而弹簧形变量不断减小，说明什么？ 球动能不断增大，弹簧弹性势能不断减小，弹性势能转化为动能 球动能不断减小，弹簧弹性势能不断增大，动能转化为弹性势能 实验结论：动能与弹性势能可以相互转化 小球动能与弹性势能转化的原因是什么？ 弹力做功 弹力做正功，弹性势能减小;弹力做负功，弹性势能增大; 3.动能、重力势能与弹性势能的相互转化 小球由A向0运动时，速度不断增大，而弹簧形变量不断减小，高度不断减小，说明什么？ 弹力做正功，重力做正功，弹簧的弹性势能、小球的重力势能转化为小球的动能 小球由0向B运动时，速度不断减小,而弹簧形变量不断增大,高度不断减小，说明什么？ 弹力做负功，重力做正功，小球的动能、重力势能转化为弹簧的弹性势能 实验结论：动能、重力势能与弹性势能可以相互转化 三、机械能 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：E=Ek+EP 机械能是状态量 （对应物体在某一时刻或某一位置时的机械能） 机械能具有相对性 （其大小与参考系、零势能面的选取有关） 3.机械能标量：只有大小，没有方向，但有正、负之分。 四、机械能守恒定律 如图，质量为m的物体均从高为h1的A点运动到高为h2的B点，求这四个过程中重力对物体做的功？（不计空气阻力和摩擦阻力） 由重力做功与重力势能的关系得 WG=mgh1-mgh2 若物体在A点的速度为v1，所有阻力均不计，求物体到达B点时的动能Ek2 由动能定理知： WG=mgh1-mgh2=1/2 mv22-1/2 mv12 1.只有重力做功 上述四例中有没有共性？ 故： 上式表示：动能和重力势能之和即总的机械能保持不变。 1.只有重力做功； 2.动能与势能在相互转化。 移项得： 即ΔEk=−ΔEP 即:E1=E2 15 2.只有弹力做功 在只有弹力做功的物体系统内，动能与弹