物理 人教版（2019）必修第二册8.4（1）机械能守恒定律（共16张ppt）

(共16张PPT)
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8 .4 机械能守恒定律(上)
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学习目标
通过实验，知道物体的动能和势能可以相互转化。
知道什么是机械能，能够根据动能定理、重力做功与重力势能变化间的关系，推导出机械能守恒定律。
会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒。
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知识回顾
1、动能:物体由于运动而具有的能。
2、重力势能:地球上的物体具有的跟它的高度有关的能。
3、弹性势能:发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能。
4、动能定理：合力所做的总功等于物体动能的变化。
5、重力做功与重力势能变化的关系：重力做的功等于物体重力势能的减少量。
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实验1——伽利略理想斜面实验(重温经典)
小球好像“记得”自己起始的高度，或与高度相关的某个量。
动能和势能的相互转化
小球从斜面下滑：
重力势能转化为动能
小球从斜面底部上滑：
动能转化为重力势能
机械能
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一.机械能
1.概念：
机械能是动能、重力势能与弹性势能的统称，用符号E表示。
2.表达式：
3.机械能是标量，具有相对性。
先选取参考平面和参考系才能确定机械能。
【例1】 质量为2 kg的小球在距离地面10m高处瞬时速度是10 m/s，求出此刻小球的机械能 (g=10m/s2)
课堂训练
h=10m
v = 10 m/s
m
A
若取地面为重力势能零势面
若取10m高处为重力势能零势面
不同参考平面所得的机械能可能不同
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实验2——单摆(用生命演绎物理之美)
小球的机械能由动能和重力势能组成
在最高点，小球动能为0，此时：
单摆小球最高点高度相同说明：
在摆动能量转化的过程中机械能守恒
E = EP
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二.机械能守恒定律
1.推导：
v2
h1
h2
v1
只有重力作用的情况下，物体的机械能守恒。
（1）自由落体
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二.机械能守恒定律
1.推导：
（2）轨迹为曲线
图3
图2
B
Δh1
Δh2
Δh3
h1
h2
B
A
mg
L
B
θ
mg
A
A
mg
图1
化曲为直
只有重力作用的情况下，物体的机械能守恒。
同理可得
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二.机械能守恒定律
1.推导：
（3）轻质弹簧
v
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。
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二.机械能守恒定律
2.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。
3.表达式：
4.适用条件：
只有做功或弹簧弹力做功
包括：①只受重力（或弹簧弹力），不受其他力
②除重力或弹簧弹力以外还有其它力，但其它力都不做功
【例2】判断下列各题中物体的机械能是否守恒？
课堂训练
将小球斜抛出后
木块沿光滑固定斜面下滑
降落伞匀速下降
G
G
G
FN
f
√
√
用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。
×
×
【例3】一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
课堂训练
C
机械能是否守恒与物体的运动状态无关
【例4】如图所示，把一块质量是0.5kg的石头，从10m高处的山崖上以30°角，v0=5 m/s的速度朝斜上方抛出。（空气阻力不计） 求石头落地时速度的大小。
课堂训练
10m
只有重力做功，因此机械能守恒
由机械能守恒定律知：
所以，石头落地的速度为：
解：
小结
1.机械能守恒定律内容：
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：
3.适用条件：
只有做功或弹簧弹力做功
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