【課件】機(jī)械能守恒定律+課件高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

必修二8.4機(jī)械能守恒定律01追尋守恒量動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化機(jī)械能守恒定律0203目錄CONTENTS伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在摩擦與空氣阻力較小時(shí)，小球總能到達(dá)右側(cè)與時(shí)放點(diǎn)基本等高的位置假設(shè)推理：若忽略一切阻力，則小球能到達(dá)與釋放點(diǎn)等高的位置理想實(shí)驗(yàn)法（事實(shí)+推理）ABhh'無論斜面B比斜面A陡些或緩些，小球的速度最后總會(huì)在斜面上的某點(diǎn)變?yōu)?，這點(diǎn)距斜面底端的豎直高度與它出發(fā)時(shí)的高度基本相同。這說明某種“東西”在小球運(yùn)動(dòng)的過程中是不變的。

后來的物理學(xué)家把這一事實(shí)說成是“某個(gè)量是守恒的”,并且把這個(gè)量叫做能量或能。動(dòng)能與重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化ABhh'A：重力勢(shì)能→動(dòng)能B：動(dòng)能→重力勢(shì)能動(dòng)能與彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化v=6m/sv=0向左：動(dòng)能→彈性勢(shì)能向右：彈性勢(shì)能→動(dòng)能運(yùn)動(dòng)員從跳板上彈起的過程中，跳板的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能。射箭是弓的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化成箭的動(dòng)能。機(jī)械能1、定義：重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能與動(dòng)能都是機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的能量形式，統(tǒng)稱為機(jī)械能。2、表達(dá)式：E=Ek+Ep3、理解：標(biāo)量（由正負(fù)）、狀態(tài)量、相對(duì)量思考與討論如圖，這兩種情況下，重力做的功相等嗎？重力勢(shì)能的變化相等嗎？動(dòng)能的變化相等嗎？重力勢(shì)能各轉(zhuǎn)化成什么形式的能？

相等相等不相等左：動(dòng)能右：動(dòng)能+內(nèi)能A點(diǎn)：動(dòng)能為Ek1，重力勢(shì)能為Ep1B點(diǎn)：動(dòng)能為Ek2，重力勢(shì)能為Ep2

判斷物體在A點(diǎn)的機(jī)械能E1和在B點(diǎn)的機(jī)械能E2的關(guān)系由動(dòng)能定理：GFN只有重力作功的情況下，物體的機(jī)械能總量保持不變光滑的曲面機(jī)械能守恒定律1.內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的動(dòng)能

和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。2.表達(dá)式：（1）E1=E2→EK2+EP2=EK1+EP1→或ΔEk減=ΔEp增（2）ΔEk=

-ΔEp

或

ΔEA減=ΔEB增（3）ΔEA=-ΔEB守恒觀點(diǎn)轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)轉(zhuǎn)移觀點(diǎn)3.條件：物體系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力做功(其他力不做功)，

機(jī)械能守恒。（此處彈力高中階段特指彈簧類彈力）對(duì)條件的理解：不受其他力受其他力，但其他力不做功受其他力，但其他力做功的代數(shù)和為零守恒的判斷方法(1)做功分析法(2)能量分析法解題步驟確定研究對(duì)象受力分析判定各個(gè)力是否做功，分析是否符合機(jī)械能守恒的條件選取零勢(shì)能參考面，確定始、末狀態(tài)機(jī)械能選擇機(jī)械能哪種公式，列出方程求解【例】把一個(gè)小球用細(xì)線懸掛起來，就成為一個(gè)擺（如圖），擺長為l，最大偏角為θ。如果阻力可以忽略，小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)的速度大小是多少？θ機(jī)械能守恒定律與動(dòng)能定理異同機(jī)械能守恒定律動(dòng)能定理不同點(diǎn)需要判斷是否滿足守恒條件及確定零勢(shì)能面一般不考慮適用條件也不需要確定參考面相同點(diǎn)只需考慮初、末狀態(tài)，不用考慮中間過程應(yīng)用范圍能用機(jī)械能守恒定律解決的問題都能用動(dòng)能定理解決；能用動(dòng)能定理解決的問題不一定能用機(jī)械能守恒定律解決。結(jié)論動(dòng)能定理比機(jī)械能守恒定律應(yīng)用更廣泛，更普遍功能關(guān)系1.功與能的關(guān)系：功是能量轉(zhuǎn)化的量度，某種力做功往往與某一種具體形式的能量轉(zhuǎn)化相聯(lián)系，做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化.2.具體關(guān)系如下表：功能量轉(zhuǎn)化關(guān)系式重力做功重力勢(shì)能的改變WG＝－ΔEp彈力做功彈性勢(shì)能的改變W彈＝－ΔEp合外力做功動(dòng)能的改變W合＝ΔEk除系統(tǒng)內(nèi)重力、彈力以外的其他力做功機(jī)械能的改變W＝ΔE機(jī)一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能Ff·x相對(duì)＝Q小結(jié)LOREMIPSUMDOLORSITAMET,CONSECTETURADIPISICINGELIT,SEDDOEIUSMODTEMPORINCIDIDUNTUTLABOREETDOLOREMAGNAALIQUA.UTENIMADMINIMVENIAM追尋守恒量動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化機(jī)械能守恒定律物理學(xué)家把這一事實(shí)說成是“某個(gè)量是守恒的”,并且把這個(gè)量叫做能量或能。動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之間均可以相互轉(zhuǎn)化。在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。守恒條件：物體系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力做功，機(jī)械能守恒。作業(yè)THANKYOUFORWATCHING以下說法正確的是（）A.物體所受的合外力為零，它的機(jī)械能一定守恒B.物體做勻速運(yùn)動(dòng)，它的機(jī)械能一定守恒C.物體所受的合外力不為零，機(jī)械能可能守恒D.物體所受合外力做的功為零，它一定保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)C含有彈簧的機(jī)械能守恒(多選)如圖所示，一根輕彈簧下端固定，豎立在水平面上.其正上方A位置有一只小球.小球從靜止開始下落，在B位置接觸彈簧的上端，在C位置小球所受彈力大小等于重力，在D位置小球速度減小到零.在小球下降階段，下列說法中正確的是(不計(jì)空氣阻力)

(

)A.在B位置小球動(dòng)能最大B.在C位置小球動(dòng)能最大C.從A→C位置小球重力勢(shì)能的減少等于小球動(dòng)能的增加D.整個(gè)過程中小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒BD一小球從地面以30m/s的速度豎直上拋，能上升的最大高度是多少？當(dāng)重力勢(shì)能是動(dòng)能的一半時(shí)，高度是多少？（不計(jì)空氣阻力，g=10m/s2）解：以地面為參考面，只有重力做功，機(jī)械能守恒：

當(dāng)重力勢(shì)能是動(dòng)能的一半時(shí)：h

v0如圖所示，粗細(xì)均勻的U形管內(nèi)裝有總長為4L的水，開始時(shí)閥門閉合，左右支管內(nèi)水面高度差為L。打開閥門K后，當(dāng)左右水面剛好相平時(shí)，左管液面的速度是多大？（摩擦力忽略不計(jì)）解：設(shè)水的總質(zhì)量為M，則由機(jī)械能守恒：如圖，輕彈簧一端與墻相連處于自然狀態(tài)，質(zhì)量為4kg的木塊沿光滑的水平面以5m/s的速度運(yùn)動(dòng)并開始擠壓彈簧，求：(1)彈簧的最大彈性勢(shì)能；(2)木塊被彈回速度增大到3m/s時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能。答案：(1)50J，(2)32J系統(tǒng)機(jī)械能守恒如圖，一固定的楔形木塊，傾角θ=300，頂上有一定滑輪。細(xì)線跨過定滑輪，兩端分別與物塊A和B連結(jié)，A的質(zhì)量為4m，B的質(zhì)量為m，開始時(shí)將B按在地面上不動(dòng)，然后放開手，讓A沿斜面下滑而B上升。物塊A與斜面間無摩擦。當(dāng)A沿斜面下滑x

距離后，細(xì)線突然斷了。求物塊B上升離地的最大高度H.解：