物理人教版（2019）必修第二册8.4机械能守恒定律（共23张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）必修第二册8.4机械能守恒定律（共23张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 25.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-24 14:54:20 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
4.机械能守恒定律
第八章.机械能守恒定律
（law of conservation of mechanical energy）
思考与讨论
伽利略曾研究过小球在斜面上的运动。他发现：无论斜面 B 比斜面 A 陡些或缓些，小球的速度最后总会在斜面上的某点变为 0，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度基本相同。在小球的运动过程中，有哪些物理量是变化的？哪些是不变的？你能找出不变的量吗？
速度？
高度？
动能？
势能……？
追寻守恒量
下滑：
动能增加
势能减小
上升：
动能减小
势能增加
此消彼长
动能+势能=？
物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能.
追寻守恒量
“能量”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一。
“能量”那是一个最抽象的概念。
——费恩曼
追寻守恒量
能量与物体的运动相对应，是对物体不同运动形式的统一的量度，不同的运动形式对应不同的能量。
追寻守恒量
电能
热能
电磁能
机械能
核能
化学能
追寻守恒量
重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式，统称为机械能（mechanical energy）
势能
动能
？
重力或
弹力做功
思考与讨论
动能与势能的相互转化是否存在某种定量的关系？
寻找动能和势能的转化规律
情景：如图，质量为m的小球沿一任意光滑曲面从距地面h1高度的A处开始下滑，初速度为v1，当下滑到距地面高度为h2处时，速度为v2，尝试寻找动能和势能的转化规律。( 以水平面为零势能面）
动能定理：
重力做功与重力势能关系：
由以上两式可得：
增加的动能等于减少的重力势能
移项得：
物体在B处的机械能等于在A处的机械能
结论：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。
寻找动能和势能的转化规律
寻找动能和势能的转化规律
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。
同样可以证明：
在只有弹簧弹力做功的系统内，动能和弹性势能互相转化时总的机械能也保持不变。
由此可见：
机械能守恒定律
只有重力做功或弹力做功
1、内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
3、守恒条件:
2、表达式：
①Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1
②△Ek＝-△Ep（=WG/弹）
手垂直斜面压住物块，从光滑斜面滑下，物块的机械能是否守恒？
守恒，虽有其它力，
但其它力不做功！
思考与讨论
判断下列实例中机械能是否守恒？
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）
机械能是否守恒与运动状态无关！！！
巩固与提升
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为木块所受的推力，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（ ）
C
√
巩固与提升
抛体运动的机械能？
抛体运动：初速度不为零，只受重力作用。
只有重力做功——机械能守恒
所有抛体运动都满足机械能守恒定律
一物体以10m/S的初速度、不同的角度从地面斜向上抛出，请问落地时的速度是否相同？
速度对称
(速度大小相等)
巩固与提升
一个轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由下摆，不计空气阻力，在重物由A摆到最低点的过程中
A、重物的重力势能减少 B、重物的重力势能增加
C、重物的机械能不变 D、重物的机械能减少
AD
两种理解方法：
球和弹簧组成的系统：只有重力和弹力做功，机械能 ；而其中弹簧的机械能 ；故重物机械能 。
以重物为研究对象：弹簧的拉力做功，虽也叫“弹力”，但不引起重物弹性势能变化，所以重物机械能不守恒。
巩固与提升
(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。
应用机械能守恒定律的解题步骤：
巩固与提升
把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长为 l，最大偏角为 θ。如果阻力可以忽略，小球运动到最低点时的速度大小是多少？
G
F
拉力F不做功，只有重力G做功，小球机械能守恒。
以最低点为参考平面。
小 结
机械能守恒定律
定律内容：
表达式：
机械能守恒定律成立的条件：
应用机械能守恒定律解题的一般步骤：
与动能定理的区别？
成立的条件不同！！！
动能定理适用于：所有情形
机械能守恒适用于：只有WG和W弹的情况
守恒定律
守恒定律不仅给处理问题带来方便，而且有更深刻的意义。物理世界是千变万化的，但是，人们发现有些物理量在一定条件下是守恒的，可以用这些“守恒量”来表示物理世界变化的规律，这就是守恒定律。机械能守恒定律就是其中一个。正因为自然界存在着“守恒量”，而且，某些守恒定律的适用范围很广，所以，在物理学中寻求“守恒量”已经成为物理学研究的一种重要思想方法。
你可以吗？
巩固与提升
一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球 A 和 B，B 球的质量是 A 球的 3 倍。用手托住 B 球，当轻绳刚好被拉紧时，B 球离地面的高度是 h，A 球静止于地面，如图所示。释放 B 球，当 B 球刚落地时，求 A 球的速度大小。定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计，重力加速度为 g。
巩固与提升
如图为翻滚过山车示意图，圆轨道的半径为10m，为了安全，则过山车由静止开始向下运动时离地至少多高？（不考虑空气阻力和摩擦阻力）
h
B
A
4.机械能守恒定律
第八章.机械能守恒定律
（law of conservation of mechanical energy）
思考与讨论
伽利略曾研究过小球在斜面上的运动。他发现：无论斜面 B 比斜面 A 陡些或缓些，小球的速度最后总会在斜面上的某点变为 0，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度基本相同。在小球的运动过程中，有哪些物理量是变化的？哪些是不变的？你能找出不变的量吗？
速度？
高度？
动能？
势能……？
追寻守恒量
下滑：
动能增加
势能减小
上升：
动能减小
势能增加
此消彼长
动能+势能=？
物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能.
追寻守恒量
“能量”是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一。
“能量”那是一个最抽象的概念。
——费恩曼
追寻守恒量
能量与物体的运动相对应，是对物体不同运动形式的统一的量度，不同的运动形式对应不同的能量。
追寻守恒量
电能
热能
电磁能
机械能
核能
化学能
追寻守恒量
重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式，统称为机械能（mechanical energy）
势能
动能
？
重力或
弹力做功
思考与讨论
动能与势能的相互转化是否存在某种定量的关系？
寻找动能和势能的转化规律
情景：如图，质量为m的小球沿一任意光滑曲面从距地面h1高度的A处开始下滑，初速度为v1，当下滑到距地面高度为h2处时，速度为v2，尝试寻找动能和势能的转化规律。( 以水平面为零势能面）
动能定理：
重力做功与重力势能关系：
由以上两式可得：
增加的动能等于减少的重力势能
移项得：
物体在B处的机械能等于在A处的机械能
结论：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。
寻找动能和势能的转化规律
寻找动能和势能的转化规律
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。
同样可以证明：
在只有弹簧弹力做功的系统内，动能和弹性势能互相转化时总的机械能也保持不变。
由此可见：
机械能守恒定律
只有重力做功或弹力做功
1、内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
3、守恒条件:
2、表达式：
①Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1
②△Ek＝-△Ep（=WG/弹）
手垂直斜面压住物块，从光滑斜面滑下，物块的机械能是否守恒？
守恒，虽有其它力，
但其它力不做功！
思考与讨论
判断下列实例中机械能是否守恒？
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）
机械能是否守恒与运动状态无关！！！
巩固与提升
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为木块所受的推力，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（ ）
C
√
巩固与提升
抛体运动的机械能？
抛体运动：初速度不为零，只受重力作用。
只有重力做功——机械能守恒
所有抛体运动都满足机械能守恒定律
一物体以10m/S的初速度、不同的角度从地面斜向上抛出，请问落地时的速度是否相同？
速度对称
(速度大小相等)
巩固与提升
一个轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由下摆，不计空气阻力，在重物由A摆到最低点的过程中
A、重物的重力势能减少 B、重物的重力势能增加
C、重物的机械能不变 D、重物的机械能减少
AD
两种理解方法：
球和弹簧组成的系统：只有重力和弹力做功，机械能 ；而其中弹簧的机械能 ；故重物机械能 。
以重物为研究对象：弹簧的拉力做功，虽也叫“弹力”，但不引起重物弹性势能变化，所以重物机械能不守恒。
巩固与提升
(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。
应用机械能守恒定律的解题步骤：
巩固与提升
把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长为 l，最大偏角为 θ。如果阻力可以忽略，小球运动到最低点时的速度大小是多少？
G
F
拉力F不做功，只有重力G做功，小球机械能守恒。
以最低点为参考平面。
小 结
机械能守恒定律
定律内容：
表达式：
机械能守恒定律成立的条件：
应用机械能守恒定律解题的一般步骤：
与动能定理的区别？
成立的条件不同！！！
动能定理适用于：所有情形
机械能守恒适用于：只有WG和W弹的情况
守恒定律
守恒定律不仅给处理问题带来方便，而且有更深刻的意义。物理世界是千变万化的，但是，人们发现有些物理量在一定条件下是守恒的，可以用这些“守恒量”来表示物理世界变化的规律，这就是守恒定律。机械能守恒定律就是其中一个。正因为自然界存在着“守恒量”，而且，某些守恒定律的适用范围很广，所以，在物理学中寻求“守恒量”已经成为物理学研究的一种重要思想方法。
你可以吗？
巩固与提升
一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球 A 和 B，B 球的质量是 A 球的 3 倍。用手托住 B 球，当轻绳刚好被拉紧时，B 球离地面的高度是 h，A 球静止于地面，如图所示。释放 B 球，当 B 球刚落地时，求 A 球的速度大小。定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计，重力加速度为 g。
巩固与提升
如图为翻滚过山车示意图，圆轨道的半径为10m，为了安全，则过山车由静止开始向下运动时离地至少多高？（不考虑空气阻力和摩擦阻力）
h
B
A