8.4 机械能守恒定律 课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

人教版高中物理第二册第8章 机械能守恒定律 第4节 机械能守恒定律 思考：前面学习了哪几种形式的能量？表达式是什么？分别对应什么力做功？ WG=EP1-EP2 =-△EP EP=mgh W弹=EP1-EP2 = -△EP W合=Ek2-Ek1 =△Ek 知识回顾 重力势能EP 弹性势能EP 动能Ek 相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。 物体由于运动而具有的能量叫做动能。 动能和势能统称为机械能。 说说下图动能与势能的转化关系？ 转化的原因是什么？ 谈谈你的感受， 并说说此过程中能量形式的转化。 实验1 小球有“记忆性” OàB，重力做 功，重力势能 动能 ； BàO，重力做 功，重力势能 动能 ； OàA，重力做 功，重力势能 动能 ； AàO，重力做 功，重力势能 动能 ； 观察两次实验现象，说说小球摆动过程中异同点 实验2 加钉子 1.摆动的最高点相同，加钉子后最低点速度不变。 2.半径变小，向心力变大，绳子拉力变大。 观察两次实验现象，说说与实验1现象有何不同？ 假设：换成泡沫球呢？ 小球失去“记忆性”的原因？ OàB，弹力做 功，弹性势能 动能 ； BàO，弹力做 功，弹性势能 动能 ； OàA，弹力做 功，弹性势能 动能 ； AàO，弹力做 功，弹性势能 动能 ； 动能和势能的相互转化 1、分析单摆摆动过程中动能和势能的变化情况 小球好像能“记住”自己的最大位置，从能量的角度思考里面的科学道理。 追寻守恒量 m 以地面为零势能面 h 物体沿光滑斜面下滑， 则物体在A点和B点的动能、势能、机械能分别是多少。 A B 在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内， 物体的动能和势能发生相互转化， 机械能的总量保持不变。 表达式： 或 机械能守恒定律： 1.对机械能守恒条件的理解 (1)从能量转化的角度看,系统内只有动能和势能相互转化,则系统的机械能守恒。 (2)从做功的角度看,只有重力和系统内的弹力做功,具体表现如下: 只受重力作用,例如所有做抛体运动的物体机械能守恒。 受重力和弹簧弹力以外还受其他力作用，但是其他力不做功。 受重力和弹簧弹力以外还受其他力作用，其他力也做功，但是做功代数和为零 例1、试判断下列各运动中机械能是否守恒(均不计空气阻力和摩擦阻力) 1. 抛出的手榴弹的运动 2. 细绳拴着小球在水平面内做匀速圆周运动 3. 手拉着一物体沿斜面匀速上滑 4. 套在光滑圆环上的小球在竖直面内做圆周运动 5. 起重机吊起一物体 6. 自由下落的小球压缩弹簧后又被弹回 7. 弹簧下吊一小球上下振动 8. 蹦极 9. 关闭了动力的过山车的运动 10. 导弹在空中爆炸 √ √ × √ × × √ √ √ √ 2.如图，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中（ ） A.小球机械能守恒 B.小球和弹簧总机械能守恒 C.小球的重力势能随时间均匀减少 D.小球在b点时动能最大 E.到c点时小球重力势能的减少量等于 弹簧弹性势能的增加量 1.机械能守恒定律的不同表达式 归纳拓展 2.应用机械能守恒定律的解题步骤 (1)选取研究对象(物体或系统)。 (2)明确研究对象的运动过程,分析研究对象在运动过程中的受力情况,弄清各力的做功情况,判断机械能是否守恒。 (3)选取恰当的参考平面,确定研究对象在初、末状态的机械能。 (4)选取机械能守恒的某种表达式,列方程求解。 确定 研究对象 STEP 1 STEP 2 进行 受力分析 STEP 3 判断是否符合条件 [例2]如图所示,让摆球从图中A位置由静止开始下摆,正好摆到最低点B位置时线被拉断。设摆线长l=1.6 m,O点离地高H=5.8 m,不计线断时的机械能损失,不计空气阻力,g取10 m/s2,求: (1)摆球刚到达B点时的速度大小; (2)落地时摆球的速度大小。 思考：机械能什么时候发生变化？ 小结： WG=EP1-EP2 =-△EP EP=mgh W弹=EP1-EP2 = -△EP W合=Ek2-Ek1 =△Ek 重力势能EP 弹性势能EP 动能Ek 机械能E