8.4机械能守恒定律 课件（共30张ppt）物理人教版（2019）必修第二册

(共30张PPT)
机械能守恒定律
引入新课
通过重力或弹力做功势能和动能相互转化
动能
势能
重力势能：
弹性势能
观察研究对象及过程：
1．全红婵在空中下落
2．弓弦弹射箭
1.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。
机械能
2.
3 .机械能的性质：
⑴状态量
⑵相对性
⑶系统性
机械能的转化 通过重力或弹力做功实现的。
一、动能与势能的相互转化
摆球摆动过程中，动能与势能的转化遵循什么规律？
动能 势能
二、追寻守恒量
伽利略研究小球在斜面上的运动发现：
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
二、追寻守恒量
这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度基本相同。
如果可以忽略空气阻力和摩擦阻力，小球必将准确地终止于它开始运动时的高度。
也就说小球在运动的过程中，好像“记得”自己起始的高度，用物理学的语言来说，这说明存在一个物理量。这个量是守恒的，后来物理学家就把这个量叫做能量。
能量概念的引入是科学前辈们追寻守恒量的一个重要事例
A
B
h
二、追寻守恒量
h
等高
小球滚下斜面时势能减少，动能增加；滚上斜面时动能减少，势能增加。如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球在运动过程中守恒量是机械能。
1.理论推导:
动能定理：
功能关系：
由以上两式可得：
【结论】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。
情景1
二、追寻守恒量
B处的机械能
A处的机械能
G
FN
2.理论推导
动能定理：
功能关系：
【结论】只有弹力做功的系统内，动能与弹性势能互相转化时总的机械能保持不变。
由以上两式可得：
B处的机械能
A处的机械能
二、追寻守恒量
情景2
三、机械能守恒定律
在只有重力或弹力做功的物体系统内，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.机械能守恒的条件：只有重力或弹力做功
1.内容：
E2=E1
EP2+EK2=EP1+EK1
2.研究对象： 系统
在下面列举的各个实例中（除1外都不计空气阻力），哪些过程中系统机械能是守恒的？
1.跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落
学以致用
2.弓把箭射出后，箭在空中运动
3.全红蝉在空中下落过程
4.全红蝉跃入水中后的运动
机械能
动能
势能
只有重力或弹力做功
总量不变
小结
机械能守恒定律
朱雪莹在蹦床比赛中获得冠军
1．运动过程中她的机械能守恒吗？
2．哪些过程可看成机械能守恒？
课后研究
谢
谢
机械能守恒定律（第二课时）
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
重力势能变化
动能的变化
WG＝mgΔh
WG＝－ΔEp
相等
相等
不相等
1.重力做的功相等吗？
2.重力势能的变化相等吗？
3.动能的变化相等吗？
4.机械能守恒吗？
G
G
F
引入新课
重力做的功
重力势能变化
动能的变化
WG＝mgΔh
WG＝－ΔEp
相等
相等
不相等
在真空中下落的小球的只有重力做功，故机械能守恒
在油中下落的小球有重力或弹力以外的阻力做功，故机械能不守恒
引入新课
重力做的功
重力势能变化
动能的变化
WG＝mgΔh
WG＝－ΔEp
相等
相等
不相等
在真空中下落的小球的重力势能全部转化为动能，故机械能守恒
在油中下落的小球一部分重力势能转化为内能，机械能减少，故机械能不守恒
引入新课
一、判断机械能是否守恒的方法
方法1． 从力做功的角度来判断：只有重力或弹力做功，则系统机械能守恒。
方法2． 从能量转化的角度来判断：系统只有动能和势能的相互转化，没有机械能与其他形式的能的转化，则系统机械能守恒。
定 律 理 解
【问题1】朱雪莹在蹦床比赛中获得冠军
⑴运动过程中她的机械能守恒吗？
⑵哪些过程可看成机械能守恒？
定 律 理 解
定 律 应 用
【问题2】 把一个小球用长为l的细绳悬挂起来，将小球拉开一个角度θ，释放后小球运动到最低位置时的速度是多大？（忽略空气阻力）
G
FT
分析 以小球为研究对象
①小球摆动过程中受哪些力？　　　
④小球运动的初、末状态的机械能怎么确定？
取最低点所在水平面为重力势能参考面
初状态A: EP1= mg(l-lcosθ) ， EK1=0,
末状态o： EP2=0 ， EK2 =
重力、拉力
只有重力做功
机械能守恒
②做功情况 怎样？
③机械能是否守恒 ？
解：小球从A→O，机械能守恒
所以
取最低点所在水平面为重力势能零势面
方法1：
E2＝E1
方法2：
解：小球从A O
减小的重力势能
增加的动能
由机械能守恒定律
所以
定 律 应 用
二、应用机械能守恒定律的解决问题思路
1．确定研究对象(物体系统)和要研究的过程
2．判断是否符合机械能守恒的条件：
方法1 研究对象在运动过程中是否只有重力或弹力做功
方法2研究对象在运动过 程中是否只有动能、势能的转化
3．应用机械能守恒定律
解决问题
EP2+EK2=EP1+EK1
定 律 应 用
【问题3】 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球的质量的3倍。用手托住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地的高度是h，A球静止于地面，如图所示。现释放B球，当B球刚落地时，求A球的速度大小（定滑轮的质量及滑轮与轴间的摩擦、空气阻力均不计，重力加速度为g）。
研究对象：A、B组成的系统
A上升、B下落到刚要落地的过程中，A与B的速率时刻相等
在B下落A上升的过程中， A、B组成的系统机械能守恒
以地面为零势能参考面
E1=mBgh
系统的初状态的机械能
末状态的机械能
1．确定研究对象(物体系统)和要研究的过程
2．判断是否符合机械能守恒的条件
3．应用机械能守恒定律解决问题
【问题3】 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球的质量的3倍。用手托住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地的高度是h，A球静止于地面，如图所示。现释放B球，当B球刚落地时，求A球的速度大小（定滑轮的质量及滑轮与轴间的摩擦均不计，重力加速度为g）。
解：对A、B组成的系统，A上升、B下落到刚要落地的过程
系统机械能守恒，以地面为零势能参考面
由E2＝E1可知
所以：v＝ = ＝2 m/s
方法1 由E2＝E1解决问题
定 律 应 用
【问题3】 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球的质量的3倍。用手托住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地的高度是h，A球静止于地面，如图所示。现释放B球，当B球刚落地时，求A球的速度大小（定滑轮的质量及滑轮与轴间的摩擦均不计，重力加速度为g）。
方法1 由E2＝E1解决问题
方法2　由ΔEk＝－ΔEp解决问题
方法3　由ΔEA＝－ΔEB解决问题
定 律 应 用
小结
一、判断机械能是否守恒的方法
二、应用机械能守恒定律的解决问题思路
1．确定研究对象(物体系统)和要研究的过程
2．判断是否符合机械能守恒的条件
3．应用机械能守恒定律解决问题
方法1．从力做功的角度来判断
方法2．从能量转化的角度来判断
课后研究
比较：
1．应用机械能守恒定律解决问题
2．应用牛顿定律解决问题
【问题3】 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球的质量的3倍。用手托住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地的高度是h，A球静止于地面，如图所示。现释放B球，当B球刚落地时，求A球的速度大小（定滑轮的质量及滑轮与轴间的摩擦均不计，重力加速度为g）。
谢
谢
大
家