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

该高中物理课件围绕机械能守恒定律展开，通过“小球运动中物理量变化与不变”的问题导入，结合伽利略斜面实验证明小球等高，引导猜想守恒量，再过渡到动能势能转化，构建从实验探究到理论规律的学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，通过斜面实验证明（科学推理）、问题链引导猜想（科学探究），帮助学生建立能量观念（物理观念）。例题结合单摆运动强化定律应用，既培养学生科学思维，又为教师提供清晰教学脉络，提升教学效率。

机械能守恒定律 演示实验 课堂引入 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？ 让我们一起循着科学家的脚步来追寻这一不变量吧. 01 证明小球能到达等高的位置 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' 如果减小斜面B的倾角呢？ 证明： 在斜面A上： a＝gsinα h＝x sinα 在斜面B上： a'＝－gsinβ h' ＝x'sinβ 结论： h=h'，且与β角的大小无关。 A B h h' α β 02 实验现象与猜想 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)。不会更高一点，也不会更低一点。这说明某种“东西”在小球运动的过程中是不变的。 这个不变的东西是什么呢？ 03 追寻到的守恒量---能量 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。 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。 二、动能和势能的相互转化 滚轮下降，重力做正功，滚轮速度变大，重力势能减小，动能增加，重力势能转化为动能； 滚轮上升，重力做负功，滚轮速度减小，重力势能增加，动能减小，动能转化为重力势能。 二、动能和势能的相互转化 A到O，弹力做正功，速度变大，弹性势能减小，动能增加，弹性势能转化为动能； O点弹簧处于原长 O到A'，弹力做负功，速度减小，弹性势能增加，动能减小，动能转化为弹性势能； A'到O，弹力做正功，速度变大，弹性势能减小，动能增加，弹性势能转化为动能； O到A，弹力做负功，速度减小，弹性势能增加，动能减小，动能转化为弹性势能。 势能和动能之间可以相互转化 二、动能和势能的相互转化 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。 三、机械能守恒定律 动能和势能的相互转化是否存在某种定量关系？ 思 考 A h1 h2 h B 质量为m的小球从A点只在重力作用下运动到B点，A点距离地面高度为h1，速度为v1，方向竖直向下，B点距离地面高度为h2，速度为v2，方向竖直向下。 v1 v2 从A到B只有重力做功，根据动能定理： A点重力势能 选取地面为零势能面 B点重力势能 B点动能 A点动能 将A点的机械能移动到等号一边，B点的机械能移动到另一边 A h1 h2 h B v1 v2 三、机械能守恒定律 A点机械能 B点机械能 思 考 A点机械能等于B点机械能，小球下落过程中，机械能保持不变 小球在下落途中有哪些力在做功，有哪些能量发生怎样的变化？ 只有重力做正功，只有重力势能减小和动能增加，重力势能的减小量等于动能的增加量。 思考：如果该过程反过来，小球只在重力作用下从B点运动到A点，该结论还成立吗？ 三、机械能守恒定律 只有弹力做功，只有弹性势能和动能发生变化，弹簧的弹性势能和小球的动能的总量保持不变。 机械能守恒定律： 在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。 三、机械能守恒定律 三、机械能守恒定律 1、对“或”的理解 认为“或”只能有一个，两个不能同时存在，这是错误的。例如：只有特工A或特工B去接头才能拿到任务，只有A去，只有B去，A和B一起去除此之外没有别的人，都能拿到任务，但只要有除A和B之外的人一起去，就无法拿到任务。 2、小球和弹簧组成的系统机械能守恒，只分析小球机械能不守恒，只分析弹簧，机械能也不守恒。 三、机械能守恒定律 忽略所有阻力，小球的机械能是否守恒？ 全过程只有重力和弹力在做功，除此之外没有别的力在做功，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，只分析小球，小球的机械能不守恒。 三、机械能守恒定律 三、机械能守恒定律 例 题 把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长为l，最大偏角为θ。如果阻力可以忽略，小球运动到最低点时的速度大小是多少？ 分析：从最高点到最低点，只有重力做功，小球机械能守恒，重力势能减小，动能增加，重力势能的减小量等于动能的增加量。 重力势能减小量 动能增加量 Lavf57.62.100 Lavf60.16.100 vid:v0300fg10000cd1aorrc77uark3fmbn0 Lavf60.16.100 vid:v0200fg10000chlf44nog65majgvb0tg Lavf60.16.100 Lavf60.16.100 Lavf60.16.100 Lavf60.16.100 Lavf60.16.100 Lavf57.77.100 $