8.4机械能守恒定律（共17张ppt）

(共17张PPT)
8.4 机械能守恒定律
第8章 机械能守恒定律
动能 势能
重力势能
弹性势能
EP＝m g h
物体由于运动而具有的能叫做动能
相互作用的物体凭借其位置而具有的能叫做势能
复习回顾
伽利略的斜面实验：
一、追寻守恒量
让静止的小球沿着斜面A滚下，之后小球将滚上右侧。
A
B
C
D
θ
等　高
一、机械能
机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称， 用符号 E 表示
3.机械能是标量，具有相对性
1.概念：
2.表达式：
动能和势能可以相互转化吗？
（只有在确定的参考系和零势能参考平面情况下，机械能才有确定的物理意义）
二、动能与势能的相互转化
让静止的小球沿着斜面A滚下，之后小球将滚上B斜面。
情景一：
A
B
问题1：
下降时，高度降低，重力势能减少。那么减少的重力势能去哪里啦？
下降时，物体的速度增加了，所以减少的重力势能转化为动能了。
问题2：
上升时，高度升高，速度越来越小。那么减少的动能去哪里啦？
上升时，物体的高度增加了，所以减少的动能转化为重力势能了。
重力势能转化为动能
v
v
动能转化为重力势能
自由落体
竖直上抛
重力做正功，重力势能减小
动能增加
动能减小
重力做负功，重力势能增加
飞流直下的瀑布
重力势能
动能
运动员从跳板上弹起的过程中，
跳板的弹性势能转化为运动员的动能。
结论: 物体的动能和重力势能可以相互转化。
动能与势能的相互转化
A
C
B
结论: 物体的动能和重力势能可以相互转化。
A-B：
重力势能转化成了动能
B-C：
动能转化成了重力势能
动能与势能的相互转化
由小球接触弹簧到速度为零的这一过程中，弹力做负功，弹簧的弹性势能增加，而物体速度减小，动能减少。小球原来的动能转化成了弹性势能。
v=6m/s
v=0
知识点二：动能与势能的相互转化
被压缩的弹簧具有弹性势能，当弹簧恢复原来形状时，就把跟它接触的物体弹出去。这一过程中，弹力做正功，弹簧的弹性势能减少，而物体得到一定的速度，动能增加。物体原来的弹性势能转化成了动能。
弹簧恢复原来形状
v=6m/s
压缩的弹簧
v=0
结论：通过重力或弹簧弹力做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式
三、机械能守恒定律
情景一：如图所示，质量为m的物体沿光滑曲面滑下的过程中，下落到高度为h1的A处时速度为v1，下落到高度为h2的B处时速度为v2，重力加速度为g，不计空气阻力，选择地面为参考平面。
A-B的过程中，由动能定理可得：
A-B的过程中，重力做功与重力势能的关系：
总结：在只有重力做功的系统内，动能与重力势能互相转化时
总的机械能保持不变。
WG＝mgh1-mgh2
联立可得
小球的受力情况如何？
◆重力G、支持力F1、弹力F
各个力的做功情况如何？
◆G和F1不做功，F做功
这个小实验说明了什么？
◆小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化。小球在往复运动过程中总能回到原来的位置，可见，弹性势能和动能的总和应该保持不变。即机械能保持不变。
A O B
G
F1
F
二、机械能守恒定律
实验演示
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：
守恒观点
转化观点
或 ΔEk减=ΔEp增
（2）ΔEk= -ΔEp
（1）
机械能守恒定律
3.守恒条件:物体系统内只有重力或弹力做功(其他力不做功)。
【例题1】判断下列各题中物体的机械能是否守恒？
将小球斜抛出去后
木块沿光滑固定斜面下滑
降落伞匀速下降
G
G
G
FN
f
√
√
×
光滑水平面上运动的小球，把弹簧压缩后又被弹回来。
v
√
课堂训练
1、关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是（ ）
A、做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒
B、做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒
C、外力对物体所做的功等于0时，机械能一定守恒
D、物体若只有重力做功，机械能一定守恒
D
说明：机械能是否守恒与物体的运动状态无关
课堂训练
2.在高度为H的桌面上以速度v水平抛出质量为m的物体,当物体落到距地面高为h处,如图所示,不计空气阻力,选地面为零势能点,下列说法正确的是 (　　)
A.物体在A点的机械能为
B.物体在A点的机械能为
C.物体在A点的动能为
D.物体在A点的动能为
知识总结
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。