8.4 机械能守恒定律 课件 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

4 机械能守恒定律 第八章 机械能守恒定律 复习回顾 前面学习了哪些形式的能量？分别对应什么力做功？ 重力势能EP=mgh WG=EP1-EP2 =-△EP 弹性势能EP=kx2/2 W弹=EP1-EP2 = -△EP 动能Ek=mv2/2 W合=Ek2-Ek1 =△Ek 导入新课 生活中有很多动能和势能相互转化的例子 动能和势能之间的转化是通过什么来实现的呢？动能和势能之间的相互转化遵循什么规律呢？ 交流讨论1 根据伽利略理想斜面实验，想一想： 1. 从运动的角度怎样描述小球运动过程中的物理量变化？ 2. 从能量的角度怎样描述小球运动过程中的物理量变化？ 一、追寻守恒量 1.小球下滑时，速度增大，高度减小； 小球上滑时，速度减小，高度增大。 A B 伽利略 2.小球下滑时，动能增大，重力势能减小； 小球上滑时，动能减小，重力势能增大。 一、追寻守恒量 伽利略理想斜面实验 A B h h' 小球在光滑的斜面Ａ上从高为h处由静止滚下，滚上另一光滑的斜面Ｂ，速度变为零时的高度为h'，h和h'的大小相等。 试证明：h 和 h' 的大小相等。 一、追寻守恒量 证明：　 A B h h' α β 从开始到停下来，利用动能定理 mg(h'-h) = 0-0 h'-h=0 h'=h 结论：h'＝h，且与β角的大小无关。 一、追寻守恒量 　　实验表明：斜面上的小球在运动过程中好像“记得 ”自己起始的高度（或与高度相关的某个量）。 后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。 交流讨论2 二、动能与势能的相互转化 1、分析单摆摆动过程中动能和势能的变化情况 CàB，动能 ，重力势能 ； BàA，动能 ，重力势能 ； AàB，动能 ，重力势能 ； BàC，动能 ，重力势能 ； 结论: 物体的动能和重力势能可以相互转化。 增大 减小 增大 减小 减小 增大 增大 减小 二、动能与势能的相互转化 2、分析小球运动过程中小球与弹簧组成的系统动能和势能的变化情况（不计一切阻力） 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 ； 结论: 系统的动能和弹性势能可以相互转化。 增大 减小 正 负 增大 减小 正 增大 减小 负 增大 减小 梳理深化 1.重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式，统称为机械能。 二、动能与势能的相互转化 猜想：机械能的总量是否保持不变? 2. 通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式。 三、机械能守恒定律 情景一：质量为m的物体均从高为h1的A点运动到高为h2的B点，在A点时速度V1；在B点时速度V2。试判断物体在A点的机械能E1和在B点的机械能E2的关系。（不计空气阻力和摩擦阻力,选择地面为参考平面） 由动能定理知： 四例中有何共性？ 1.只有重力做功； 2.动能与势能在相互转化。 三、机械能守恒定律 移项： 故： 三、机械能守恒定律 FN mg F阻 情景二：物体沿粗糙曲面滑下 下滑 Ek2+Ep2≠Ek1+Ep1 即 E2≠E1 在什么情况下机械能守恒？ 情景三：如图，小球与弹簧拴接，在光滑水平杆上运动，判定小球和弹簧系统机械能是否守恒。 三、机械能守恒定律 三、机械能守恒定律 由动能定理： W弹 = EK2-EK1 从弹力做功与弹性势能变化的关系知： W弹 = EP1-EP2 EK2-EK1 = EP1-EP2 EP2+EK2=EP1+EK1 结论：只有系统内弹力做功时，只发生动能和弹性势能的相互转化， 总的机械能守恒。 情景三：如图，小球与弹簧拴接，在光滑水平杆上运动，判定小球和弹簧系统机械能是否守恒。（选择A位置为初始位置，B为末位置） 三、机械能守恒定律 末态机械能 初态机械能 1.内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和 势能（ 重力势能和弹性势能）可以互相转化， 而总的机械能保持不变。 2.机械能守恒的条件： a.做功角度分析： 只有重力（或弹力）做功 b.从能量角度分析：只有动能和势能的相互转化， 而没有机械能与其它形式的能的转化。 三、机械能守恒定律 3.表达式： 守恒观点 转化观点 生活中的实例 随着人类能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量的利用率，是人类所面临的一项重要任务，右图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度。 车站 明珠号列车为什么在站台上要设置一个小小的坡度？ 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。 课堂训练 1、判断下列各题中物体的机械能是否守恒？ √ 将小球斜抛出后,不计空气阻力 G f 降落伞匀速下降 × 用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。 光滑水平面上运动的小球，把弹簧压缩后又被弹回来。 v × × 2、碰鼻实验：如图所示，把悬挂的小球拉至鼻尖由静止释放，实验者立于原地不动，小球来回摆动，小球能否碰到鼻子？为什么？ 小球在运动过程中受到重力和绳子拉力，绳子拉力与速度始终垂直不做功，如果忽略空气阻力，只有重力做功小球机械能守恒。小球从静止出发，在摆回左侧时，只能回到初位置，而不能继续向上摆动。所以不可能碰到鼻子。 课堂训练 本节小结 [课堂小结] 说一说本节课你收获了什么 [课后巩固] 完成本节课后习题 检 谢谢观看 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 $