《金榜课件》必修二 第七章 机械能守恒定律 第8节 机械能守恒定律（教学课件+素材）（5份打包）

8 机械能守恒定律 过山车在机械装置的作用下达到最高处，之后它是在完全没有动力的情况下完成运转。这其中的物理原理是什么？ 在物理变化过程中，是否可能存在某一不变的物理量呢？ 1.理解物体的动能和势能可以相互转化，知道什么是机械能。 2.理解机械能守恒定律及其条件。（重点） 3.会判定具体问题中机械能是否守恒，并能运用机械能守恒定律解决问题。（难点） 1.机械能的概念：我们把重力势能、弹性势能和动能统称为机械能。 注：机械能具有相对性，其大小与参考平面和参考系的选取有关，机械能是标量。 【探究一:动能与势能怎样相互转化？】 上坡： 重力做负功，重力势能增加动能减小，动能转化为重力势能 下坡： 重力做正功，重力势能减少动能增加，重力势能转化为动能 2.动能与重力势能是怎样转化的？ 试用能量的观点描述运动员的运动过程。 从能量的角度分析两物体的运动有哪些共同点? 试用能量的观点描述小车的运动过程。 3.动能和弹性势能是怎样互相转化的？ 蹦床 小车和人的运动有什么共同点？ 你能举出生活中动能和势能之间相互转化的例子吗？ 探究结论：通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式。 【探究一：动能与势能怎样相互转化？】 小球摆到另一侧相同高度说明了什么？小球的能量转化有定量的关系吗？ 【探究二：机械能守恒定律及其条件】 mg F 单摆摆动中各能量的变化 1.理论推导 一个物体沿着光滑的曲面滑下，在A点时动能为Ek1，重力势能为Ep1 ；在B点时动能为Ek2，重力势能为Ep2 。试判断物体在A点的机械能E1和在B点的机械能E2的关系。 从重力做功与重力势能变化的关系知 由以上两式可得： 移项后有 即 由动能定理： G N 2.机械能守恒定律 （1）内容：在只有重力做功或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。 （2）数学表达式： ① 即（任意状态下机械能都不变） ② 即（动能的增加量等于势能的减小量） 【探究归纳】 只有重力做功或弹簧弹力做功 3.机械能守恒条件： （1）物体只受重力或弹力，不受其他力 G G v0 G v v0 （2）物体除受重力和弹簧弹力外，还受其他力，但其他力不做功（或做功的代数和为零） （3）从能量转化角度看，只有系统内动能和势能的相互转化，无其他形式能量的转化 乙 甲 A B C A 光滑斜面上运动的物体 V0 学以致用 下列实例中哪些情况机械能是守恒的? 跳伞员利用降落伞在空中匀速下落 抛出的篮球在空中运动（不计阻力） v 光滑水平面上运动的小球，把弹簧压缩后又被弹回来。 例题：把一个小球用细绳悬挂起来，就构成一个摆。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？ 解：拉力F不做功，只有重力G做功，小球机械能守恒。以最低点为参考平面。 最低点O的机械能为 由 解得 最高点A的机械能为 O B θ l A G FT （1）确定研究对象和研究过程; 【解题总结】 应用机械能守恒定律解题的一般步骤： （2）分析物体的受力，明确各力做功的情况，判断是否符合机械能守恒的条件； （3）分析物体的运动，恰当地选取参考平面，确定物体初、末状态的机械能（势能和动能）； （4）根据机械能守恒定律列方程求解。 一、动能与势能的相互转化 重力做功：动能        重力势能     弹力做功：动能        弹性势能 二、机械能守恒定律 在只有重力和弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。 三、应用机械能守恒定律的条件 1.只受重力（弹力），不受其他力。 2.除重力（弹力）以外还有其他力，但其他力都不做功(做功的代数和为0)。 1.下列关于机械能是否守恒的叙述中，正确的是( ) A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B.做变速运动的物体机械能可能守恒 C.外力对物体做功为零时，机械能一定守恒 D.若只有弹力做功，则物体的机械能不一定守恒 B 2.(2012·海南高考）下列关于功和机械能的说法， 正确的是（ ） A．在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功 B．合力对物体所做的功等于物体动能的改变量 C．物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取有关 D．运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量 【解析】选B、C.物体重力势能的减少量一定等于重力做的功，与有无其它力、其它力是否做功都无关；根据动能定理，合力对物体所做的功一定等于物体动能的改变量；物体的重力势能是系统共同具有的，也是相对的；在只有重力做功的情况下，物体动能的减少量才等于其重力势能的增加量，即机械能守恒。 3.两质量相同的小球