8.4 机械能守恒定律 课件 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（15张PPT）
文档属性
| 名称 | 8.4 机械能守恒定律 课件 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（15张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-01-09 15:15:15 | ||
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文档简介
第八章 机械能守恒定律
第4节 机械能守恒定律
【演示】教授做摆球实验
教授让小球贴近下巴静止释放，
教授有危险吗？
类似的运动，伽利略已研究过。
【回顾】伽利略斜面实验
伽利略从动力学的
角度研究了力和运动
的关系，但小球好像
“记得”自己起始的高度，重复地来回运动。这是什么原因呢？是否存在守恒量呢？
一、追寻守恒量
1.探究：两斜面光滑，小球在A斜面上高为h处静止滚下，在斜面B上速度为零时的高度为h' ， h和h'的大小关系怎样？如果减小斜面B的倾角呢？
A
B
h
h'
α
β
一、追寻守恒量
1.探究：两斜面光滑，小球在A斜面上高为h处静止滚下，在斜面B上速度为零时的高度为h' ， h和h'的大小关系怎样？如果减小斜面B的倾角呢？
A
B
h
h'
α
β
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
结果：
h'＝h，
且与β角的大小无关。
一、追寻守恒量
1.探究：两斜面光滑，小球在A斜面上高为h处静止滚下，在斜面B上速度为零时的高度为h' ， h和h'的大小关系怎样？如果减小斜面B的倾角呢？
A
B
h
h'
α
β
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)。
2.结论：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。
二、动能与势能的相互转化
重力
势能
动能
弹性
势能
动能
动能
弹性
势能
重力
势能
二、动能与势能的相互转化
1.概念：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＿＿＿；
2.公式：＿＿＿＿＿；
3.说明：
(1)机械能是＿量，具有＿＿性；
(2)通过重力或弹力＿＿，机械
能可以从一种形式＿＿成另一种形式。
机械能
标
相对
E＝Ek+EP
做功
转化
【思考与讨论】
一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的油中由静止开始下落。它们都由高度为h1的地方下落到高度为h2的地方。
在这两种情况下，
重力做的功相等吗？
重力势能的变化相等吗？
动能的变化相等吗？
重力势能各转化成什么形式的能？ ?
【探究】(1)动能与重力势能相互转化中的定量关系
如图所示，物体沿光滑曲面
滑下，在某一时刻处在高度为h1
的位置A，速度是v1。经过一段
时间后，物体下落到高度为h2的
另一位置B，速度是v2 。
由动能定理，得＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
由功能关系，得＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
即＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
????=?????????????????????????????????????????????????
?
????=?????????????????????????????????
?
?????????????????????????????????=?????????????????????????????????????????????????
?
????????????????????????+????????????????=????????????????????????+????????????????
?
【探究】(2)动能与弹性势能相互转化中的定量关系
如图所示，在光滑
水平面上，弹簧被压缩
x1时弹性势能为EP1，动能为Ek1，弹簧被压缩x2时弹性势能为EP2，动能为Ek2。
由动能定理，得＿＿＿＿＿＿＿，
由功能关系，得＿＿＿＿＿＿＿，
有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
即＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
W＝Ek2－ Ek1
W＝EP1－ EP2
EP1－ EP2 ＝Ek2－ Ek1
Ek2 + EP2 ＝Ek1 + EP1
三、机械能守恒定律
1.内容：在只有重力或弹力做功的物体
系统内，动能和势能可以＿＿＿＿，而总
的机械能＿＿＿＿；
2.表达式：
(1)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
(2)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
(3)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
相互转化
保持不变
Ek2 + EP2 ＝Ek1 + EP1或 E2=E1
ΔEk= -ΔEp 或 ΔEk减=ΔEP增
ΔEA= -ΔEB 或 ΔEA减=ΔEB增
(守恒观点)
(转化观点)
(转移观点)
【说明】要选取零势能参考平面
三、机械能守恒定律
3.条件：
(1)物体只受重力，如＿＿＿＿运动、＿＿运动等；
(2)物体受重力或弹簧弹力，还受其他力，但其他
力＿＿＿。
自由落体
抛体
不做功
v
G
v0
G
【例题】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？
解：
小球摆动过程中，机械能守恒，设小球最低点所在水平面为零势能面，由机械能守恒定律，得
?????????????????????????????????=????????????????????
?
小球运动到最低点时的速度大小是
????=?????????????????????????????????
?
【小结】应用机械能守恒定律解题的一般步骤
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。
第4节 机械能守恒定律
【演示】教授做摆球实验
教授让小球贴近下巴静止释放，
教授有危险吗？
类似的运动，伽利略已研究过。
【回顾】伽利略斜面实验
伽利略从动力学的
角度研究了力和运动
的关系，但小球好像
“记得”自己起始的高度，重复地来回运动。这是什么原因呢？是否存在守恒量呢？
一、追寻守恒量
1.探究：两斜面光滑，小球在A斜面上高为h处静止滚下，在斜面B上速度为零时的高度为h' ， h和h'的大小关系怎样？如果减小斜面B的倾角呢？
A
B
h
h'
α
β
一、追寻守恒量
1.探究：两斜面光滑，小球在A斜面上高为h处静止滚下，在斜面B上速度为零时的高度为h' ， h和h'的大小关系怎样？如果减小斜面B的倾角呢？
A
B
h
h'
α
β
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
结果：
h'＝h，
且与β角的大小无关。
一、追寻守恒量
1.探究：两斜面光滑，小球在A斜面上高为h处静止滚下，在斜面B上速度为零时的高度为h' ， h和h'的大小关系怎样？如果减小斜面B的倾角呢？
A
B
h
h'
α
β
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)。
2.结论：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。
二、动能与势能的相互转化
重力
势能
动能
弹性
势能
动能
动能
弹性
势能
重力
势能
二、动能与势能的相互转化
1.概念：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＿＿＿；
2.公式：＿＿＿＿＿；
3.说明：
(1)机械能是＿量，具有＿＿性；
(2)通过重力或弹力＿＿，机械
能可以从一种形式＿＿成另一种形式。
机械能
标
相对
E＝Ek+EP
做功
转化
【思考与讨论】
一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的油中由静止开始下落。它们都由高度为h1的地方下落到高度为h2的地方。
在这两种情况下，
重力做的功相等吗？
重力势能的变化相等吗？
动能的变化相等吗？
重力势能各转化成什么形式的能？ ?
【探究】(1)动能与重力势能相互转化中的定量关系
如图所示，物体沿光滑曲面
滑下，在某一时刻处在高度为h1
的位置A，速度是v1。经过一段
时间后，物体下落到高度为h2的
另一位置B，速度是v2 。
由动能定理，得＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
由功能关系，得＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
即＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
????=?????????????????????????????????????????????????
?
????=?????????????????????????????????
?
?????????????????????????????????=?????????????????????????????????????????????????
?
????????????????????????+????????????????=????????????????????????+????????????????
?
【探究】(2)动能与弹性势能相互转化中的定量关系
如图所示，在光滑
水平面上，弹簧被压缩
x1时弹性势能为EP1，动能为Ek1，弹簧被压缩x2时弹性势能为EP2，动能为Ek2。
由动能定理，得＿＿＿＿＿＿＿，
由功能关系，得＿＿＿＿＿＿＿，
有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
即＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
W＝Ek2－ Ek1
W＝EP1－ EP2
EP1－ EP2 ＝Ek2－ Ek1
Ek2 + EP2 ＝Ek1 + EP1
三、机械能守恒定律
1.内容：在只有重力或弹力做功的物体
系统内，动能和势能可以＿＿＿＿，而总
的机械能＿＿＿＿；
2.表达式：
(1)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
(2)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
(3)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
相互转化
保持不变
Ek2 + EP2 ＝Ek1 + EP1或 E2=E1
ΔEk= -ΔEp 或 ΔEk减=ΔEP增
ΔEA= -ΔEB 或 ΔEA减=ΔEB增
(守恒观点)
(转化观点)
(转移观点)
【说明】要选取零势能参考平面
三、机械能守恒定律
3.条件：
(1)物体只受重力，如＿＿＿＿运动、＿＿运动等；
(2)物体受重力或弹簧弹力，还受其他力，但其他
力＿＿＿。
自由落体
抛体
不做功
v
G
v0
G
【例题】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？
解：
小球摆动过程中，机械能守恒，设小球最低点所在水平面为零势能面，由机械能守恒定律，得
?????????????????????????????????=????????????????????
?
小球运动到最低点时的速度大小是
????=?????????????????????????????????
?
【小结】应用机械能守恒定律解题的一般步骤
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。