8.4 机械能守恒定律-2023-2024学年高一物理备课高效互动课件（人教2019必修第二册）

null 高中物理必修二 第八章 机械能守恒定律 8.4 机械能守恒定律 知识回顾 1、动能:物体由于运动而具有的能。 2、重力势能:地球上的物体具有的跟它的高度有关的能。 3、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：合力所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。 一、追寻守恒量：伽利略斜面实验 1、什么是机械能： 机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称， 用符号 E 表示。 一、追寻守恒量：伽利略斜面实验 2、机械能是标量，具有相对性。 讨论： 质量为2Kg的小球在距离地面10m高处瞬时速度为10m/s，求此刻小球的机械能?(g=10m/s2) h=10m v= 10m/s m A 二、动能和势能的相互转化 1、重力势能和动能之间可以互相转化，伴随着重力做功。 2、弹性势能和动能之间可以互相转化，伴随着弹力做功。 二、动能和势能的相互转化 3、重力势能和弹性势能之间可以互相转化，伴随着重力和弹力做功。 重力做功：动能 重力势能 弹力做功：动能 弹性势能 二、动能和势能的相互转化 思考：某些汽车或列车站的站台都设计有一个小的坡度。这是为什么？ 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。 猜想 动能与势能的相互转化是否存在某种定量关系? 三、机械能守恒定律 三、机械能守恒定律 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。 (1)只有重力做功，只发生动能和重力势能的相互转化。 (2)只有系统内弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化。 (3)只有重力和系统内弹力做功，只发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化。 (4)除受重力和弹力外，其他力也做功，但其他力做功的代数和为零。 2、机械能守恒定律成立的条件： 3、机械能守恒定律的表达式 三、机械能守恒定律 三、机械能守恒定律 4、判断机械能守恒的方法 (1)做功分析法(常用于单个物体) (2)能量分析法(常用于多个物体组成的系统) 三、机械能守恒定律 　例1、如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（ ） A、甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒 B、乙图中，A置于光滑水平面上，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能 　守恒 C、丙图中，不计任何阻力和滑轮质量，A加速下落、B加速上升过程中， 　A、B系统机械能守恒 D、丁图中，系在橡皮条一端的小球向下摆动时，小球的机械能守恒 C 四、机械能守恒定律的应用 1、机械能守恒定律的不同表达式 说明：必须先选参考平面 物理意义：初状态的机械能等于末状态的机械能 物理意义：过程中动能的增加量等于势能的减少量 说明：不必选参考平面 四、机械能守恒定律的应用 物理意义：系统只有A、B两物体时，A增加的机械能等于B减少的机械能 说明：不必选参考平面 2、应用机械能守恒定律解题的一般步骤 (1)根据题意选取研究对象； (2)明确研究对象的运动过程，分析研究对象在此过程中的受力情况，弄清各力做功的情况，判断机械能是否守恒。 (3)恰当地选取参考平面，确定研究对象的初状态和末状态的机械能。 (4)根据机械能守恒定律的不同表达式列方程并求解。 四、机械能守恒定律的应用 　 例题2、如图所示，质量m＝60 kg的运动员以6 m/s的速度从高h＝8 m的滑雪场A点沿斜坡自由滑下，以最低点B所在平面为参考平面，g＝10 m/s2，一切阻力可忽略不计。求： (1)运动员在A点时的机械能； (2)运动员到达最低点B时的速度大小； (3)运动员继续沿斜坡向上运动能到达的最大高度。 四、机械能守恒定律的应用 解：（1）运动员在A点时的机械能 解得：vB＝14 m/s； （3）运动员从A运动到斜坡上最高点的过程， 由机械能守恒定律得E＝mghm 解得hm＝9.8 m。 课堂练习 　1、如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点，将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点时速度为v，A、B之间的竖直高度差为h，重力加速度为g，则（ ） D 课堂练习 2、下列各种运动过程中，物体(弓、过山车、石块、圆珠笔)机械能守恒的是(忽略空气阻力)（ ） 甲　　　　　　　　乙 丙　　　　　　丁 A.将箭搭在弦上，拉弓的整个过程 B.过山车在动力作用下从轨道上缓慢上行的过程 C.在一根细线的中央悬挂着一个石块，双手拉着细线慢慢分开的过程 D.手握内有弹簧的圆珠笔，笔帽抵在桌面放手后圆珠笔弹起的过程 D 课堂练习 3、如图，小李将篮球从其球心离地高为h处，以大小为v的速度抛出，篮球恰能进入离地高为H的篮筐。设篮球质量为m，以地面处为参考平面，则球心经过篮筐时篮球的机械能为(不计空气阻力和篮球转动的影响，重力加速度大小为g)（ ） D 课堂练习 4、如图所示，原长为l的轻弹簧竖直固定在水平地面上，质量为m的小球由弹簧的正上方h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧的压缩量为x时，小球下落到最低点。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A.压缩弹簧过程中，小球的机械能不变 B.小球刚释放时的重力势能为mg(h＋l) C.弹簧的最大弹性势能为mg(h＋x) D.压缩弹簧过程中，小球的速度一直减小 C Lavf58.20.100  E＝Ek＋Ep＝mv2＋mgh＝5 880 J； （2）运动员从A运动到B的过程，根据机械能守恒定律 得E＝mvB2 A.小球的机械能守恒 B.由A到B小球重力势能减少mv2 C.由A到B小球克服弹力做功为mgh D.小球到达位置B时弹簧的弹性势能为mgh－mv2 A.mv2 B.mv2＋mgH C.mv2＋mg(H－h) D.mv2＋mgh $$