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

机械能守恒定律 物体运动，在阻力影响很小可以忽略的情况下,物体运动过程中总能回到原来位置，好像“记得”自己原来的位置，这个现象能说明什么呢？ 在物体运动过程中有一个物理量是保持不变的，它会是什么呢？ 追寻守恒量 Teaching Analysis 教学分析 2003年在（五）分析综合能力中增加 一、动能与势能的互相转化 重力做功：动能 重力势能 弹力做功：动能 弹性势能 Teaching Analysis 教学分析 二、机械能 机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称， 用符号 E 表示 3.机械能是标量，具有相对性 1.概念： 2.表达式： 机械能（E） 重力势能 弹性势能 势能（Ep） 动能（EK） Teaching Analysis 教学分析 动能和势能的相互转化 定量关系？ Teaching Analysis 教学分析 一小球从静止开始沿一光滑面下滑，设在下落过程中经A、B两位置时高度分别为h1和h2，速度分别为v1和v2 Teaching Analysis 教学分析 WG=EK2-EK1 WG=EP1-EP2 EK2-EK1=EP1-EP2 EK2+EP2=EK1+EP1 B点机械能 A点机械能 = 结论：只有重力做功时，物体的机械能守恒 A到B过程中由动能定理得： 分析：小球做什么运动？受几个力作用？做不做功？ Teaching Analysis 教学分析 O O v0 O A B Ek2+EP2＝Ek1+EP1 E2＝E1 B A E1＝Ek1+EP1 E2＝Ek2+EP2 B A G FN Teaching Analysis 教学分析 弹簧的弹性势能与小球的动能相互转换 在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变 光滑水平面上运动的小球，把弹簧压缩后又被弹回来。 v Teaching Analysis 教学分析 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，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。 2、表达式：EP1＋EK1＝ EP２＋EK２ 3、机械能守恒的条件： 在系统内，只有重力或弹簧弹力做功 Teaching Analysis 教学分析 例题：在距离地面H=20m高处以VO=15m/s的初速度水平抛出一小球，不计空气阻力，取g＝10m/s2，求小球落地速度大小? Teaching Analysis 教学分析 解：取地面为零势能面，由机械能守恒定律得 Teaching Analysis 教学分析 解：由动能定理 得 　　　　 Teaching Analysis 教学分析 例2：把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆（如图），摆长为l,最大偏角为θ。如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度是多大？ θ O l A B Teaching Analysis 教学分析 解： 选择小球在最低位置时所在的水平面为参考平面。 小球在最低点O时为末状态： 末状态的动能： Ek2=1/2mv2 重力势能： Ep2=0 末状态的机械能为： Ek2+Ep2=1/2mv2 根据机械能守恒定律有 ： Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 即 mgl ( 1- cosθ) = 1/2mv2 所以 v = θ O l A B 小球在最高点A时为初状态： 初状态的动能： Ek1=0 重力势能： Ep1=mg(l-lcosθ） 初状态的机械能： Ek1+Ep1=mg(l-lcosθ) Teaching Analysis 教学分析 总结：应用机械能守恒定律解题步骤 （4）根据机械能守恒定律列出方程，进行求解 （1）确定研究对象和研究过程 （2）分析研究对象在运动过程中的受力情况弄清各力 做功的情况，判断机械能是否守恒 （3）恰当选取零势能面，并确定研究对象在研究过程 的始、末状态的机械能。 Teaching Analysis 教学分析 下列情境中物体系统的机械能守恒吗？ 乙 沿光滑斜面下滑的木块 V0 F阻 G 匀速下降的降落伞 平抛运动 甲 A B 摆动的小球 （空气阻力不计) Teaching Analysis 教学分析 课堂练习： 1、在下列的物理过程中，机械能守恒的有( ) A．一小球在粘滞性较大的液体中匀速下落 B．用细线拴着一个小球竖直平面内做圆周运动 C．物体在光滑斜面上自由下滑 D．拉着一个物体沿着光滑斜面匀速