8.4.1 机械能守恒定律 课件-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第八章 机械能守恒定律 8.4 机械能守恒定律 生活中有各种不同形式的能量 风能 重力势能 动能 化学能 核能 内能 电能 弹性势能 伽利略曾研究过小球在斜面上的运动。他发现：无论斜面 B 比斜面 A 陡些或缓些，小球的速度最后总会在斜面上的某点变为 0，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度基本相同。 在小球的运动过程中，有哪些物理量是变化的？哪些是不变的？你能找出不变的量吗？ 伽利略理想斜面实验 伽利略理想斜面实验（斜面均光滑） 小球好像“记得”自己起始的高度，然后重复前面的运动 能量 能量可以相互转换 机械能 机械能 动能 势能 重力势能 EP＝m g h 1 2 Ek＝ mv 2 动能、重力势能和弹性势能的统称。 弹性势能 猜想 动能与势能的相互转化是否存在某种定量关系? 问题：质量为m的物体自由下落过程中，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，不计空气阻力，取地面为参考平面，试分别从动能和势能的角度求A到B重力做的功? h1 v1 v2 m h2 A B 即：EK2+EP2=EK1+EP1 (E2=E1) △EK增=△EP减 （ △EK减=△EP增 ） 结论 在只有重力做功的物体系统内，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。 动能和弹性势能间的转换 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。 对系统：△EA增=△EB减 （ △EB减=△EA增 ） 只有重力（弹力）做功包括： 只受重力，不受其他力 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、守恒条件: 是否表示只受重力或弹力？ 除重力以外还有其它力，但其它力都不做功 除重力做功外，其他力做功的代数和为零 光滑斜面 光滑曲面 F f G FN 只有重力做功或弹簧弹力做功 机械能守恒定律 3、表达式：  △EP减=△EK增 （ △EP增 =△EK减） ①EK2＋EP2＝EK1＋EP1 h 需要选一个参考面 无需选参考面 对系统：△EA增=△EB减 （ △EA减=△EB增 ） 例 一 ： 机 械 能 守 恒 条 件 的 理 解 用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。 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(不计空气阻力） 光滑水平面上运动的小球，把弹簧压缩后又被弹回来。 v 机械能是守恒的 下列实例中哪些情况 例 二 把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆，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？ O B A θ l G F 解：取最低点为零势能面，根据机械能守恒定律得： 应用机械能守恒定律解题的优越性，只需考虑过程的初、末状态，不必考虑两个状态间过程的细节。 应用机械能守恒定律的解题步骤 (1)确定研究对象 (2)对研究对象进行正确的受力分析，判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件。 (3)视解题方便选取零势能参考面，并确定研究对象在始、末状态时的机械能。 (4)根据机械能守恒定律列出方程，或再辅之以其他方程，进行求解。 例三 如图所示，在水平台面上的A点，一个质量为 m 的物体以初速度 被抛出，不计空气阻力，求它到达B点时速度的大小。 解法一：取地面为零势能面 解法二：取B点为零势能面 解法三：用能量转化观点求解 【例4】如图所示，物体A和B系在跨过定滑轮的细绳两端，物体A的质量mA＝1.5 kg，物体B的质量mB＝1 kg.开始时把A托起来，使B刚好与地面接触，此时物体A离地面高度为h＝1 m，放手让A从静止开始下落，g取10 m/s2，求： (1)当A着地时，A的速度多大？ (2)物体A落地后，B还能上升多高？ 对B：mBgH＝mBv2 解得H＝0.2 m． 系统机械能守恒 小结 1、机械能:动能和势能统称为机械能 表达式：EK2+EP2=EK1+EP1 △EK增=△EP减 （ △EK减=△EP增 ） 2、机械能守恒定律 条件：只有重力或弹力做功 对系统：△EA增=△EB减 （ △EB减=△EA增 ） $$