物理人教版（2019）必修第二册8.4机械能守恒定律（共25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25张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-25 08:56:33 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
第八章 机械能守恒定律
8.4 机械能守恒定律
人教版（2019）高中物理必修第二册
知识回顾
1、动能:物体由于运动而具有的能。
2、重力势能:地球上的物体由于被举高而具有的能。
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：所有外力对物体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。
弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系：弹簧弹
力做功等于弹簧弹性势能的减少量。
=-ΔEP
=-ΔEP
=ΔEk
在现实生活中蕴涵着普遍的“不变”的思想
在不变中又蕴涵了什么呢？
导入新课
物理学的任务是发现普遍的自然规律。因为这样的规律的最简单的形式之一表现为某种物理量的不变，所以对于守恒量的寻求是合理的，而且也是极为重要的研究方向。
物理学家劳厄说：
“追寻守恒量”
导入新课
有一个事实，如果你愿意，也可以说一条定律，支配着至今所知的自然现象 这条定律称做能量守恒定律。它指出有某一个量，我们把它称为能量，他在自然界经历的多种多样的变化中它不变化。那是一个最抽象的概念.
物理学家费恩曼说：
导入新课
伽利略理想斜面实验
A
B
h
h'
探究： 小球能否到达等高处
试证明：小球在光滑的斜面Ａ上从高为h处由静止滚下，滚上另一光滑的斜面Ｂ，速度变为零时的高度为h'，h和h'的大小关系怎样？如果减小斜面B的倾角呢？
一、追寻守恒量
在A斜面上：
a＝gsinα
x＝ v2/2a
h ＝ x sinα＝v2/2g
在B斜面上：
a'＝－gsinβ
x'＝（0－v2）/2a'
h' ＝ x'sinβ = v2/2g
结论：h'＝h，且与β角的大小无关。
A
B
h
h'
α
β
证明：
一、追寻守恒量
实验表明：斜面上的小球在运动过程中好像“记得 ”自己起始的高度（或与高度相关的某个量）。
后来的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。
A
B
h
h'
α
β
一、追寻守恒量
重力势能
弹性势能
势能
动能
机械能
回顾归纳
01
机械能
第八章 机械能守恒定律
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）
1.动能和势能之间的转化是通过什么来实现的呢？
2.动能和势能之间的相互转化遵循什么规律呢？
思考：
思考与讨论
02
机械能守恒定律
第八章 机械能守恒定律
如下图中，质量为m的物体均从高为h1的A点运动到高为h2的B点，求这四个过程中重力对物体做的功？（不计空气阻力和摩擦阻力）
若物体在A点的速度为v1，所有阻力均不计，求物体到达B点时的动能Ek2
由动能定理知：
机械能守恒定律推导
由重力做功与重力势能的关系得
上述四例中有何共性？
故：
上式表示：动能和重力势能之和即总的机械能保持不变。
1.只有重力做功； 2.动能与势能在相互转化。
移项
即ΔEk= ΔEP
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。
弹性势能与动能相互转化
弹簧恢复原来形状
v=6m/s
压缩的弹簧
v=0
在只有弹簧弹力做功的物体和弹簧系统内，动能和弹性势能相互转化，且机械能的总量保持不变。
在光滑水平面上，设弹簧被压缩x1时弹性势能为EP1，动能为EK1,设弹簧被压缩x2时弹性势能为EP2，动能为EK2
弹簧弹力做功
由动能定理：
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: 物体的动能和弹性势能可以相互转化。
二、动能与势能的相互转化
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
转移观点
或 ΔEk减=ΔEp增
或 ΔEA减=ΔEB增
（3）ΔEA=-ΔEB
（2）ΔEk= -ΔEp
（1）EK2+EP2=EK1+EP1 即 E2=E1
机械能守恒定律
只有重力做功或弹簧弹力做功
3、机械能守恒条件：
（1）物体只受重力或弹簧弹力，不受其他力
（2）物体除受重力或弹簧弹力外，还受其他力，但其他力不做功
（3）除受重力、弹力外，还受其他力，其他力做功，但做功代数和为零
F1
F2
A
B
也不要把只有重力和弹力做功理解为物体只受重力和弹力.
不要把其他力不做功理解为物体受到的合外力为零.(物体所受合力为零，机械能也不一定守恒)
注意:
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。
【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
√
√
用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。
×
×
【例题2】在下列的物理过程中，机械能守恒的有（ ）
A．把一个物体竖直向上匀速提升的过程
B．人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程
C．汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程
D．从高处竖直下落的物体落在竖立的轻弹簧上，压缩弹簧的过程，对弹簧、物体和地球这一系统
BD
【例题3】 (多选）从离地高为H的阳台上以速度v竖直向上抛出质量为m的物体，它上升h后又返回下落，最后落在地面上，则下列说法中正确的是（不计空气阻力，以地面为参考平面）（ ）
A．物体在最高点时机械能为mg(H＋h)
B．物体落地时的机械能为mg(H＋h)＋ mv2
C．物体落地时的机械能为mgH＋ mv2
D．物体在落回过程中，经过阳台时的机械能为mgH＋ mv2
题型一：直线运动
ACD
THANKS
“
”
第八章 机械能守恒定律
8.4 机械能守恒定律
人教版（2019）高中物理必修第二册
知识回顾
1、动能:物体由于运动而具有的能。
2、重力势能:地球上的物体由于被举高而具有的能。
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：所有外力对物体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。
弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系：弹簧弹
力做功等于弹簧弹性势能的减少量。
=-ΔEP
=-ΔEP
=ΔEk
在现实生活中蕴涵着普遍的“不变”的思想
在不变中又蕴涵了什么呢？
导入新课
物理学的任务是发现普遍的自然规律。因为这样的规律的最简单的形式之一表现为某种物理量的不变，所以对于守恒量的寻求是合理的，而且也是极为重要的研究方向。
物理学家劳厄说：
“追寻守恒量”
导入新课
有一个事实，如果你愿意，也可以说一条定律，支配着至今所知的自然现象 这条定律称做能量守恒定律。它指出有某一个量，我们把它称为能量，他在自然界经历的多种多样的变化中它不变化。那是一个最抽象的概念.
物理学家费恩曼说：
导入新课
伽利略理想斜面实验
A
B
h
h'
探究： 小球能否到达等高处
试证明：小球在光滑的斜面Ａ上从高为h处由静止滚下，滚上另一光滑的斜面Ｂ，速度变为零时的高度为h'，h和h'的大小关系怎样？如果减小斜面B的倾角呢？
一、追寻守恒量
在A斜面上：
a＝gsinα
x＝ v2/2a
h ＝ x sinα＝v2/2g
在B斜面上：
a'＝－gsinβ
x'＝（0－v2）/2a'
h' ＝ x'sinβ = v2/2g
结论：h'＝h，且与β角的大小无关。
A
B
h
h'
α
β
证明：
一、追寻守恒量
实验表明：斜面上的小球在运动过程中好像“记得 ”自己起始的高度（或与高度相关的某个量）。
后来的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。
A
B
h
h'
α
β
一、追寻守恒量
重力势能
弹性势能
势能
动能
机械能
回顾归纳
01
机械能
第八章 机械能守恒定律
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）
1.动能和势能之间的转化是通过什么来实现的呢？
2.动能和势能之间的相互转化遵循什么规律呢？
思考：
思考与讨论
02
机械能守恒定律
第八章 机械能守恒定律
如下图中，质量为m的物体均从高为h1的A点运动到高为h2的B点，求这四个过程中重力对物体做的功？（不计空气阻力和摩擦阻力）
若物体在A点的速度为v1，所有阻力均不计，求物体到达B点时的动能Ek2
由动能定理知：
机械能守恒定律推导
由重力做功与重力势能的关系得
上述四例中有何共性？
故：
上式表示：动能和重力势能之和即总的机械能保持不变。
1.只有重力做功； 2.动能与势能在相互转化。
移项
即ΔEk= ΔEP
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。
弹性势能与动能相互转化
弹簧恢复原来形状
v=6m/s
压缩的弹簧
v=0
在只有弹簧弹力做功的物体和弹簧系统内，动能和弹性势能相互转化，且机械能的总量保持不变。
在光滑水平面上，设弹簧被压缩x1时弹性势能为EP1，动能为EK1,设弹簧被压缩x2时弹性势能为EP2，动能为EK2
弹簧弹力做功
由动能定理：
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: 物体的动能和弹性势能可以相互转化。
二、动能与势能的相互转化
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
转移观点
或 ΔEk减=ΔEp增
或 ΔEA减=ΔEB增
（3）ΔEA=-ΔEB
（2）ΔEk= -ΔEp
（1）EK2+EP2=EK1+EP1 即 E2=E1
机械能守恒定律
只有重力做功或弹簧弹力做功
3、机械能守恒条件：
（1）物体只受重力或弹簧弹力，不受其他力
（2）物体除受重力或弹簧弹力外，还受其他力，但其他力不做功
（3）除受重力、弹力外，还受其他力，其他力做功，但做功代数和为零
F1
F2
A
B
也不要把只有重力和弹力做功理解为物体只受重力和弹力.
不要把其他力不做功理解为物体受到的合外力为零.(物体所受合力为零，机械能也不一定守恒)
注意:
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。
【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
√
√
用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。
×
×
【例题2】在下列的物理过程中，机械能守恒的有（ ）
A．把一个物体竖直向上匀速提升的过程
B．人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程
C．汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程
D．从高处竖直下落的物体落在竖立的轻弹簧上，压缩弹簧的过程，对弹簧、物体和地球这一系统
BD
【例题3】 (多选）从离地高为H的阳台上以速度v竖直向上抛出质量为m的物体，它上升h后又返回下落，最后落在地面上，则下列说法中正确的是（不计空气阻力，以地面为参考平面）（ ）
A．物体在最高点时机械能为mg(H＋h)
B．物体落地时的机械能为mg(H＋h)＋ mv2
C．物体落地时的机械能为mgH＋ mv2
D．物体在落回过程中，经过阳台时的机械能为mgH＋ mv2
题型一：直线运动
ACD
THANKS
“
”