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（2019）必修第二册

该高中物理课件聚焦“机械能守恒定律”，以视频提问“为什么球不会撞到他的鼻尖？”导入，通过伽利略斜面实验追寻守恒量，衔接动能与势能转化，层层递进构建机械能概念、守恒条件及表达式，为学生搭建能量观念的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，以斜面实验证明推导守恒量、情境判断（如平抛运动、摆动小球）辨析守恒条件，结合撑竿跳高、弹簧弹出小球等实例，培养物理观念与科学推理能力。结构化总结（表达式表格、解题步骤）助力学生系统梳理，丰富例题习题供教师灵活教学，提升课堂效率与学生应用能力。

第八章 机械能守恒定律 第4节 机械能守恒定律 为什么球不会撞到他的鼻尖？ 点击视频 一、追寻守恒量 A B h h' 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。 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'，试证明：h=h' A B h h' 证明过程：若无阻力 A斜面上： a＝gsinα x＝ v2/2a h ＝ x sinα＝v2/2g 在B斜面上： a'＝－gsinβ x'＝（0－v2）/2a' h' ＝ x'sinβ = v2/2g 结论：h'＝h，且与β角的大小无关。 A B h h' α β 能量概念的引入是科学前辈们追寻守恒量的一个重要事例。 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。 【总结】 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（mechanical energy）。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。 生活中的能量转化如图所示，请分别写出什么能转化成什么能。 重力势能 动能 动能 重力势能 弹性势能 动能 1.重力势能与动能相互转化 A→B：物体的速度增加，即物体的动能增加，说明物体的重力势能转化成了动能。 A C B B→C：重力对物体做负功，物体的速度减小，即动能减少。但高度增加，即重力势能增加。说明物体的动能转化成了重力势能。 结论: 物体的动能和重力势能可以相互转化。 二、动能与势能的相互转化 2.弹性势能与动能相互转化 由小球接触弹簧到速度为零的这一过程中，弹力做负功，弹簧的弹性势能增加，而物体速度减小，动能减少。小球原来的动能转化成了弹性势能。 二、动能与势能的相互转化 被压缩的弹簧具有弹性势能，当弹簧恢复原来形状时，就把跟它接触的物体弹出去。这一过程中，弹力做正功，弹簧的弹性势能减少，而物体得到一定的速度，动能增加。物体原来的弹性势能转化成了动能。 2.弹性势能与动能相互转化 二、势能和动能的相互转化 运动员从跳板上弹起的过程中，跳板的弹性势能转化为运动员的动能。 结论: 物体的动能和弹性势能可以相互转化。 二、势能和动能的相互转化 三、机械能守恒定律 机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称， 用符号 E 表示。 3.性质： 机械能是标量，具有相对性 1.概念： 2.表达式： 三、机械能守恒定律 下列情境中物体系统的机械能守恒吗？ 沿光滑斜面下滑的木块 V0 平抛运动 甲 A B 摆动的小球 （空气阻力不计) 匀速下降的降落伞 F阻 G 1.判断机械能是否守恒的方法 （1）用做功来判断：分析系统受力，只有重力或者弹力做功，没有其它力做功或者其它力做功代数和为零，则系统机械能守恒。 （2）用能量转化来判定：系统只有动能和势能的相互转化，没有机械能与其它形式的能的转化，则系统机械能守恒。 三、机械能守恒定律 三、机械能守恒定律 项目 表达式 物理意义 注意 从守恒的 角度看 Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 或E初=E末 初状态的机械能等于末状态的机械能 必须先选零势能面 从转化 角度看 Ek2-Ek1=Ep1-Ep2 或ΔEk=-ΔEp 过程中动能的增加量等于势能的减少量 不必选零势能面 从转移 角度看 或ΔEA=-ΔEB 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 【例题】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大小是多少？ 【解析】系统只有重力做功，机械能守恒。 θ Ep=0 在最高点: Ek1＝0，重力势能： Ep1＝mg（l － l cos θ） 在最低点: Ep2＝0， 动能： 由机械能守恒，有：Ek2＋Ep2 ＝ Ek1＋Ep1 l 1.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，物体B沿固定斜面匀速下滑，物体B机械能守恒 C.丙图中，不计滑轮质量和任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中， A、B组成的系统机械能守恒 D.丁图中，小球沿水平面做匀速圆周运动时，小球的机械能守恒 CD 2.北京时间10月2日，杭州亚运会田径女子撑竿跳高决赛中，中国选手李玲以4米63夺冠并打破亚运会纪录，实现亚运三连冠。在某次撑竿跳比赛中，运动员手握撑竿逐渐升起，最终越过横竿。不计空气阻力，下列说法正确的是( ) A.运动员上升过程中其机械能守恒 B.运动员上升到最高点时速度为零 C.撑竿从弯曲到伸直的过程，竿对运动员做负功 D.撑竿从弯曲到伸直的过程，竿对运动员做的功大于运动员动能的变化量 D 3.如图所示，在高1.5 m的光滑平台上有一个质量为2 kg的小球被细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧。当烧断细线时，小球被弹出，（小球被弹出桌面前已恢复原长）小球落地时的速度方向与水平方向成60°角，g取10 m/s2，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(　　) A.10 J B.15 J C.20 J D.25 J A 4.如图所示，质量分别为3 kg和5 kg的物体A、B，用轻绳连接跨在一个定滑轮两侧，轻绳正好拉直，且A物体底面与地接触，B物体距地面0.8 m，g取10 m/s2。求: (1)放开B物体，当B物体着地时A物体的速度; (2)B物体着地后A物体还能上升的高度。 答案:(1)2 m/s　(2)0.2 m 机械能守恒定律 机械能 重力势能、弹性势能、动能统称为机械能 能的转化：重力、弹力做功 机械能守恒定律 内容 表达式：E初=E末、 ΔEk=-ΔEp 、ΔEA=-ΔEB 守恒条件：只有重力做功或弹力做功 解题一般步骤 确定研究对象：一个物体或一个系统 分析受力及做功，判断守恒条件 确定初末状态的机械能，列守恒方程求解 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.72 $