7.8《机械能守恒定律》PPT课件（新人教版-必修2）

(共34张PPT)
新课标人教版课件系列
《高中物理》
必修２
7.8《机械能守恒定律》
教学目标
知识与技能
1、知道什么是机械能，理解物体的动能和势能可以相互转化；
2、理解机械能守恒定律的内容和适用条件；
3、会判定具体问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律分析实际问题
过程与方法
1、学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法
2、初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。
情感、态度与价值观
体会科学探究中的守恒思想，养成探究自然规律的科学态度，领悟机械能守恒规律解决问题的优点，形成科学价值观。
【教学重点】
1、机械能守恒定律的推导与建立，以及机械能守恒定律含义的理解；
2、机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的实际应用。
【教学难点】
1、机械能守恒的条件及对机械能守恒定律的理解。
2、能正确分析物体系统内所具有的机械能，判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。
翻滚过山车
如图是迪斯尼乐园的过山车情景，请问：“一辆滑车在下滑过程中，既然没有什么动力，为什么每次总能如此准确的完成一连串有惊无险的动作呢？”
观察与思考
第五章 机械能及其守恒定律（人教版必修2）
8、机械能守恒定律
本节的重点内容有
1.机械能守恒定律内容
2.守恒条件（第1课时）
3.机械能守恒定律的初步应用
重力势能:
弹性势能：
动能：
势能Ep
机械能E=EK+EP
知识回顾与复习
物体由于运动而具有的能叫做动能
Ek=mv2/2
相互作用的物体凭借其位置而具有的能叫做势能
Ep=mgh
Ep=kx2/2
1.机械能
物体在某状态时的动能、重力势能和弹性势能的总和叫做物体的机械能。
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。
生活中的实例
车站
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。
明珠号列车为什么在站台上要设置一个小小的坡度？
生活中的实例
举世闻名的三峡工程怎样利用水利发电？
2.动能与势能可相互转化
动能和势能之间转换时，物体的机械能有什么特点？
探寻动能与势能转化规律
如图，一个质量为m的小球自由下落或做斜抛运动或竖直上抛，经过某高度为h１的A点时速度为v１，下落到某高度为h2的B点时速度为v2，试写出小球在A点时的机械能EA和在B点时的机械能EB，并找出小球在A、B时所具有的机械能EA、EB之间的数量关系。
h2
h1
思考
假如物体还受其它力,机械能是否还守恒
h1
h2
如图，质量为m的小球从光滑斜面上滑下，小球的机械能守恒？
动能和弹性势能间的转化
在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。
v
弹簧的弹性势能与小球的动能相互转化
在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
内容
EK2+EP2=EK1+EP1 即E2=E1
ΔE减=ΔE增
mgh2+mv22/2=mgh1+mv12/2
表达式
说明
中间式中参考面一般选地面
结论
探讨守恒的条件
假如物体还受其它力做功,机械能是否还守恒
在只有重力做功的物体系统内，物体的动能和重力势能可以相互转化时，机械能
条件
只有重力、弹力做功
在具体判断机械能是否守恒时，一般从以下两方面考虑：
①对于某个物体，只受重力（弹力）做功；受其它力，而其他力不做功，则该物体的机守
②对于由两个或两个以上物体(包括弹簧在内组成的系统，如果系统只有重力做功或弹力做功，物体间只有动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化，系统与外界没有机械能的转移，系统内部没有机械能与其他形式能的转化系统的机械能就守恒。
小结
2、机械能守恒定律：
1、机械能：E=EK+EP
（1）内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
（2）表达式：EK2+EP2=EK1+EP1
ΔE减=ΔE增
mgh2+mv22/2=mgh1+mv12/2
（3）条件：只有重力、弹力做功
说一说
下列实例中哪些情况机械能是守恒的
用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。
跳伞员利用降落伞在空中匀速下落
抛出的篮球在空中运动（不计阻力）
光滑水平面上运动的小球，把弹簧压缩后又被弹回来。
v
下列几种情况中，机械能一定守恒的是：
A.做匀速直线（F合=0）运动的物体
B.水平抛出的物体（不计空气阻力）
C.固定光滑曲面上运动的物体，如图所示
D.物体以0.8g的加速度竖直向上做匀减速运动
随堂练习
多项
点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关
如图所示，质量为m的物体，以速度v离开高为H的桌子，当它落到距地面高为h的A点时，在不计空气阻力的情况下，下列哪些说法是正确的：
A.物体在A点具有的机械是mv2/2+mgH
B.物体在A点具有的机械能是mvA2/2+mgh
C.物体在A具有的动能是mv2/2+mg(H-h)
D.物体在A点具有的动能是mg(H-h)
随堂练习
多项
应用：课本例题
小结
应用机械能守恒定律解题，只需考虑过程的初、末状态，不必考虑两个状态间过程的细节，这是它的优点。
ヲ第二课时
机械能守恒
定律的应用（习题课）
机械能（E=EK+EP）守恒定律：
（1）内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
（2）表达式：EK2+EP2=EK1+EP1
ΔE减=ΔE增
mgh2+mv22/2=mgh1+mv12/2
（3）条件：只有重力、弹力做功
知识回顾
下列关于物体机械能守恒的说法中，正确的是：
A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒
B.合外力对物体不做功，物体的机械能一定守恒
C.物体只发生动能与势能的相互转化时，物体的机械能守恒
D.运动的物体，若受合外力为零，则其机械能一定守恒
E.做匀变速运动的物体的机械能不可能守恒
1.考查守恒条件理解
单项
点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关
如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动.图C中的木块向上运动.在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是：
普
单项
如图所示，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。则从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中：
A.子弹A与木块B组成的系统机械能守恒
B.子弹A与木块B组成的系统机械能不守恒
C.子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒
D.子弹、木块和弹簧组成的系统机械能不守恒
单项
重
一个人站在阳台上，以相同的速率v0分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出不计空气阻力测三球落地时的速率（速度大小叫速率）：
A．上抛球最大 B．下抛球最大
C．平抛球最大 D．三球一样大
2.常规题
单项
有三个质量都是m的小球a、b、c，以相同的速度v0在空中分别竖直向上、水平和竖直向下抛出，三球落地时（不计空气阻力）：
A.动能不同
B.重力做功不同
C.机械能相同
D.重力势能变化量不同
普普
单项
将一物体以速度v0从地面竖直上抛，当物体运动到某高度时，他的动能恰为重力势能的一半，不计空气阻力，则这个高度为：
A.v2/g
B.v2/2g
C.v2/3g
D.v2/4g
单项
3.其它
如图所示，均匀铁链长为L，平放在距离地面高为2L的光滑水平面上，其长度1/5的悬垂于桌面下，从静止开始释放铁链，求铁链下端刚要着地时的速度？
答案
如图所示，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中：
A.小球和弹簧总机械能守恒
B.小球的重力势能随时间均匀减少
C.小球在b点时动能最大
D.到c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
4.综合题
多项
一个质量为m的物体以a=2g的加速度竖直向下加速运动，则在此物体下降h高度的过程中，物体的：
A．重力势能减少了2mgh
B．动能增加了2mgh
C．机械能保持不变
D．机械能增加了mgh
多项
如图所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A、B处固定的小球质量分别为2m、m，开始时OB竖直。放手后开始运动，下列说法正确的是（不计任何阻力）：
（A）A球到达最低点时速度为零
（B）A球机械能减少量等于B球机械能增加量
（C）B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动时的高度
（D）当支架从左向右回摆时，A球一定能回到起始高度
多项
小结：应用机械能守恒定律的解题步骤
(1)确定研究对象
(2)对研究对象进行正确的受力分析
(3)判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件
(4)视解题方便选取零势能参考平面，并确定研究对象在始、末状态时的机械能。
(5)根据机械能守恒定律列出方程，或再辅之以其他方程，进行求解。