《能量守恒定律》（共34張）

2.3能量守恒定律重力勢能彈性勢能動(dòng)能勢能機(jī)械能知識(shí)回顧思考：動(dòng)能和勢能存在何種關(guān)系？物體的動(dòng)能和勢能之和稱為物體的機(jī)械能。

機(jī)械能包括動(dòng)能、重力勢能、彈性勢能表達(dá)式：E=EK+EP一、機(jī)械能

1.動(dòng)能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化

2.動(dòng)能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化二、動(dòng)能與勢能的相互轉(zhuǎn)化通過重力或彈簧彈力做功,機(jī)械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式. 質(zhì)量為m的物體自由下落過程中，經(jīng)過高度h1的A點(diǎn)時(shí)速度為v1，下落至高度h2的B點(diǎn)處速度為v2，不計(jì)空氣阻力，取地面為參考平面，試寫

出物體在A點(diǎn)時(shí)的機(jī)

械能和B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械

能，并找到這兩個(gè)機(jī)

械能之間的數(shù)量關(guān)系。h1v1v2mh2AB三、機(jī)械能守恒定律1.內(nèi)容：在只有重力、(彈簧)彈力做功的情況下，物體的動(dòng)能和勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變．2.條件：系統(tǒng)內(nèi)只有重力、(彈簧)彈力做功，其它力不做功(或其它力做功代數(shù)和為零)。1.從系統(tǒng)的內(nèi)、外力做功的角度看,只有重力、（彈簧）彈力做功，具體表現(xiàn)為三種情況：

機(jī)械能守恒條件的進(jìn)一步理解1.從系統(tǒng)的內(nèi)、外力做功的角度看,只有重力、（彈簧）彈力做功，具體表現(xiàn)為三種情況：

(1)只受重力、（彈簧）彈力。

機(jī)械能守恒條件的進(jìn)一步理解1.從系統(tǒng)的內(nèi)、外力做功的角度看,只有重力、（彈簧）彈力做功，具體表現(xiàn)為三種情況：

(1)只受重力、（彈簧）彈力。

(2)還受其它力，但其它力不做功。

機(jī)械能守恒條件的進(jìn)一步理解1.從系統(tǒng)的內(nèi)、外力做功的角度看,只有重力、（彈簧）彈力做功，具體表現(xiàn)為三種情況：

(1)只受重力、（彈簧）彈力。

(2)還受其它力，但其它力不做功。

(3)其它力做功，但做功的代數(shù)和

為零。機(jī)械能守恒條件的進(jìn)一步理解2.從能量轉(zhuǎn)化的角度看，只有系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化，無機(jī)械能與其它形式能量（如內(nèi)能）之間的轉(zhuǎn)化。3.數(shù)學(xué)表達(dá)式：3.數(shù)學(xué)表達(dá)式：①3.數(shù)學(xué)表達(dá)式：①②

隨堂練習(xí)1

在下面各個(gè)實(shí)例中，除1外都不考慮空氣阻力，判斷哪些機(jī)械能是守恒的，并說明理由。

1.傘兵帶著張開的降落傘在空氣中勻速下落。隨堂練習(xí)1

在下面各個(gè)實(shí)例中，除1外都不考慮空氣阻力，判斷哪些機(jī)械能是守恒的，并說明理由。

1.傘兵帶著張開的降落傘在空氣中勻速下落。

解析：機(jī)械能不守恒，因?yàn)槌亓ψ龉ν?，降落傘還要克服空氣阻力做功。2.拋出的手榴彈做拋物線運(yùn)動(dòng)。2.拋出的手榴彈做拋物線運(yùn)動(dòng)。

解析：機(jī)械能守恒，因?yàn)槌苤亓ν?，沒有其它力對手榴彈做功。2.拋出的手榴彈做拋物線運(yùn)動(dòng)。

解析：機(jī)械能守恒，因?yàn)槌苤亓ν?，沒有其它力對手榴彈做功。

3.物體沿著光滑的曲面滑下。2.拋出的手榴彈做拋物線運(yùn)動(dòng)。

解析：機(jī)械能守恒，因?yàn)槌苤亓ν?，沒有其它力對手榴彈做功。

3.物體沿著光滑的曲面滑下。

解析：機(jī)械能守恒，因?yàn)槌亓ψ龉ν?，曲面彈力始終與位移垂直，不做功。4.拉著物體沿著光滑的斜面勻速上升。4.拉著物體沿著光滑的斜面勻速上升。

解析：機(jī)械能不守恒，因?yàn)槌亓ν?，還有拉力對物體做功。

4.拉著物體沿著光滑的斜面勻速上升。

解析：機(jī)械能不守恒，因?yàn)槌亓ν?，還有拉力對物體做功。

5.在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)的小球碰到一個(gè)彈簧，把彈簧壓縮后，又被彈回來（小球和彈簧組成的系統(tǒng)）4.拉著物體沿著光滑的斜面勻速上升。

解析：機(jī)械能不守恒，因?yàn)槌亓ν?，還有拉力對物體做功。

5.在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)的小球碰到一個(gè)彈簧，把彈簧壓縮后，又被彈回來（小球和彈簧組成的系統(tǒng)）

解析：機(jī)械能守恒，因?yàn)槌龔椈蓮椓ν?，沒有其它力對小球做功。6.用細(xì)繩拴著一個(gè)小球，使小球在光滑水平桌面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。6.用細(xì)繩拴著一個(gè)小球，使小球在光滑水平桌面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

解析：機(jī)械能守恒，因?yàn)樾∏蛟谒矫嫔线\(yùn)動(dòng),重力和支持力不做功,重力勢能不變;繩的拉力始終與位移垂直，也不做功，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能也不變。7.套在光滑圓環(huán)上的小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)7.套在光滑圓環(huán)上的小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)

解析：機(jī)械能守恒，因?yàn)槌亓ν猓h(huán)的彈力不做功。小球的動(dòng)能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能保持不變。

例題2.下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的敘述正確的是（）A.做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能一定守恒;B.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能可能守恒;C.合外力對物體做功為零時(shí)，機(jī)械能一定守恒;D.只有重力對物體做功，物體機(jī)械能一定守恒;E.當(dāng)物體除受重力外還受到其它的力，但其它

的力不做功或其它的力做功的代數(shù)和為零，

物體的機(jī)械能也一定守恒;F.物體所受的合力不等于零，它的機(jī)械能可能

守恒.隨堂練習(xí)2

下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的敘述正確的是（）A.做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能一定守恒;B.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能可能守恒;C.合外力對物體做功為零時(shí)，機(jī)械能一定守恒;D.只有重力對物體做功，物體機(jī)械能一定守恒;E.當(dāng)物體除受重力外還受到其它的力，但其它

的力不做功或其它的力做功的代數(shù)和為零，

物體的機(jī)械能也一定守恒;F.物體所受的合力不等于零，它的機(jī)械能可能

守恒.BDEF四、機(jī)械能守恒定律解題應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題 正確選取研究對象和研究過程，明確初、末狀態(tài)的動(dòng)能和勢能，是解決問題的關(guān)鍵。

隨堂練習(xí)3

以20m/s的速度將一物體從地面豎直上拋，若忽略空氣阻力，g取10m/s2，試求：(1)物體上升的最大高度；(2)以水平地面為參考平面，物體在上升過程中重力勢能和動(dòng)能相等的位置。

隨堂練習(xí)3

以20m/s的速度將一物體從地面豎直上拋，若忽略空氣阻力，g取10m/s2，試求：(1)物體上升的最大高度；(2)以水平地面為參考平面，物體在上升過程中重力勢能和動(dòng)能相等的位置。 提示：忽略空氣阻力，物體在空中只受重力作用，只有重力做功，滿足機(jī)械能守恒的條件。隨堂練習(xí)4

ABC是半徑為r的豎直放置的1/4光滑圓軌道，CDE是不光滑的水平面，D是CE的中點(diǎn)。一質(zhì)量為m的物體從A點(diǎn)無初速下滑，到達(dá)D點(diǎn)速度減為零。若給物體一豎直向下的初速度從A點(diǎn)開始下滑，到達(dá)E點(diǎn)速度減為零，則此初速度的大小應(yīng)為多少?(4)根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程，進(jìn)行求解。機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟:（1）確定研究對象，畫出過程示意圖；（2）分析物體的受力，明確各力做功的情況，判斷是否符合機(jī)械能守恒的條件；（3）分析物體的運(yùn)動(dòng)過程，恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定物體初、末狀態(tài)的機(jī)械能；力學(xué)領(lǐng)域中功能關(guān)系的主要形式有1.

WG=

E重2.

W彈=

E彈3.

W合=

E動(dòng)

4.其它力做的功（重力、彈力以外的力）與機(jī)械能的變化之間的關(guān)系：

當(dāng)W其＞0時(shí)，△E＞0，機(jī)械能增加當(dāng)W其＜0時(shí)，△E＜0，機(jī)械能減少5.系統(tǒng)克服摩擦力所做的總功等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少量，滑動(dòng)摩擦力與相對距離的乘積在數(shù)值上等于系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能，即△E

內(nèi)=Q＝FS相能量守恒定律1、能量守恒定律能量守恒定律2、導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實(shí)是什么?

導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實(shí)是確立了永動(dòng)機(jī)的不可能性和發(fā)現(xiàn)了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系與轉(zhuǎn)化．⑴、內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中，能量的總量保持不變．⑵、定律的表達(dá)式

E初＝E終；△E增＝△E減五、能量守恒定律導(dǎo)致能量守恒定律最后確立的兩類重要事實(shí)是什么?歷史上有很多人不相信能量守恒定律的人，挖空心思想發(fā)明一種不消耗能量，卻能不斷對外做功的機(jī)器——永動(dòng)機(jī)17～18世紀(jì)許多機(jī)械專家就已經(jīng)論證了永動(dòng)機(jī)是不可能的法國科學(xué)院在1775年就正式?jīng)Q定，不再研究和試驗(yàn)任何永動(dòng)機(jī)永動(dòng)不可能制成的原因：根據(jù)能量守恒定律，任何一部機(jī)器，只能使能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，而不能無中生有地制造能量，因此第一類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的.

滾珠永動(dòng)機(jī)

軟臂永動(dòng)機(jī)阿基米德螺旋永動(dòng)機(jī)磁力永動(dòng)機(jī)水塔式永動(dòng)機(jī)下列說法中正確的是（）不同形式能量的轉(zhuǎn)化是通過做功來實(shí)現(xiàn)的做功的過程總是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化（或轉(zhuǎn)移）某種形式的能量增加10J，一定有其他形式的能量減少10J某個(gè)物體的能量減少10J，一定有其他物體的能量增加10JABCD一個(gè)物體沿粗糙斜面勻速滑下，則下列說法正確的是（）

A、物體機(jī)械能不變，內(nèi)能也不變

B、物體機(jī)械能減小，內(nèi)能不變

C、物體機(jī)械能減小，內(nèi)能增大，機(jī)械能與內(nèi)能總量減小

D、物體機(jī)械能減小，內(nèi)能增大，機(jī)械能與內(nèi)能總量不變D一質(zhì)量均勻、不可伸長的繩索，重為G，A、B兩端固定在天花板上，如圖所示?，F(xiàn)在最低點(diǎn)C處施加一豎直向下的力，將最低點(diǎn)緩慢拉至D點(diǎn)。在此過程中，繩的重心位置（）A.逐漸升高B.逐漸降低C.先降低后升高D.始終不變DABCA解析外力對繩索做功，繩索的機(jī)械能增加。由于繩索的動(dòng)能不變，增加的必是重力勢能，重力勢能增加是重心升高的結(jié)果。正確選項(xiàng)為A。點(diǎn)悟：

本題繩索重心的具體位置很難確定，且往往會(huì)錯(cuò)誤地認(rèn)為：外力將繩索向下拉，繩索的重心會(huì)逐漸降低。這里，我們應(yīng)用功能原理，對問題作出了正確的判斷。一、動(dòng)能與勢能的相互轉(zhuǎn)化重力做功：動(dòng)能

重力勢能

彈力做功：動(dòng)能

彈性勢能二、機(jī)械能守恒定律在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的動(dòng)能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。三、機(jī)械能守恒定律的條件

1、只受重力（彈力），不受其他力。如自由落體的物體

2、除重力（彈力）以外還有其它力，但其它力都不做功。如做單擺運(yùn)動(dòng)的物體回顧小結(jié)