4.5机械能守恒定律 课件-2024-2025学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册

机械能守恒定律 任务一： 关于守恒的思考 该过程有哪些能量转化？ 重力势能 弹性势能 势能 动能 机械能 物体的动能和势能（含弹性势能）之和称为物体的机械能 任务三：从理论上证明任意位置机械能守恒 选择一种运动情境进行理论证明机械能守恒 v1 v2 h2 h1 h1 h2 v2 v1 h1 h2 v2 v1 v1 v2 h1 h2 物体自由下落 物体在光滑斜面上下滑 物体做平抛运动 物体在细线拉力作用下左右摆动 质量为m的物体在空中做抛体运动过程中，经过高度h1的A点时速度为v1，下落至高度h2的B点处速度为v2，试写出物体在A点时的机械能和B点时的机械能，并找到这两个机械能之间的数量关系。 根据动能定理，有 由以上两式相等并移项可以得到： A点 B点 即 理论探究 v1 v2 h1 h2 任务四：机械能守恒及条件 v1 v2 h2 h1 h1 h2 v2 v1 h1 h2 v2 v1 v1 v2 h1 h2 经过实验和理论推导 你觉得机械能守恒的条件是什么？可以从什么角度去思考？ 只有重力做功 机械能守恒 机械能守恒是否还存在其他条件？ 一、动能和势能的相互转化 动能和弹性势能可以相互转化 机械能守恒定律 1.内容: 只有重力 　　在只有重力或弹力做功的系统内，动能和势能发生相互转化，而机械能的总量保持不变。 只有重力做功和弹力做功的系统内 ３.守恒条件： ２.表达式： 恒量式： 变量式： （需要确定参考平面）　 二、表达式的理解 (1)Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2，即初状态的动能与势能之和等于末状态的动能和势能之和，用此式必须选择参考平面． (2)ΔEk＝－ΔEp或ΔEp＝－ΔEk，即动能(或势能)的增加量等于势能(或动能)的减少量．用此式解不必选择参考平面． (3)ΔEA＝－ΔEB，即A物体机械能的增加量等于B物体机械能的减少量．用此式不必选择参考平面． 练习 1、在下列列举的各个实例中，哪些情况机械能守恒？说明理由。 a.跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落 b.抛出的手榴弹或标枪在空中运动 F c.拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升 A.只受重力或弹力作用的系统内 O P 小球P从静止运动到达最低位置，小球P机械能是否受守恒？ O P Q Q 小球Q从静止运动到达最低位置，小球Q机械能是否受守恒？小球和弹簧组成的系统机械能是否守恒？ 沿光滑斜面下滑的物体机械能是否守恒？ v mg N 12 B.还受其他力，但只有重力(或系统内的弹力)做功，其他力（包括内力）不做功或做功的代数和为零过程 例、如图所示，某人用平行斜面的拉力将物体沿斜面拉下，拉力大小等于摩擦力大小，则下列说法正确的是(　　) A．物体是匀速下滑 B．合外力对物体做的功等于零 C．物体的机械能减少 D．物体的机械能保持不变 答案：D 例２.在粗糙水平面上的物体从静止开始在水平拉力作用下做匀加速运动，一段时间后撤去拉力继续做匀减速直线运动直到静止，在这一过程中，物体的机械能守恒吗？ 提醒：守恒要求过程中的每一状态都守恒 ｄ.Ａ通过绳子绕过光滑定滑轮拉着Ｂ物体运动，Ａ、Ｂ组成的系统的机械能 小结：判断机械能是否守恒的方法 做功的角度 能量转换的角度 15 3、如图所示，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、小球的机械能守恒 B、小球和弹簧总机械能守恒 C、小球在b点时动能最大 D、小球重力势能的减少量 等于弹簧弹性势能的增加量 B $$