8.4 机械能守恒定律 课件(共19张PPT)
文档属性
| 名称 | 8.4 机械能守恒定律 课件(共19张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 80.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-09-26 10:51:39 | ||
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文档简介
(共19张PPT)
8.4 机械能守恒定律
第八章 机械能守恒定律
人教版（2019）必修 第二册
1.通过机械能守恒定律的学习，初步建立能量观念、体会守恒思想
2.会用能量观念分析具体实例中动能与势能（包括弹性势能）之间的相互转化
3.理解机械能守恒定律的推导过程
4.会从做功和能量转化华的角度判断机械能是否守恒，能用机械能守恒定律解决有关问题，体会利用机械能守恒定律解决问题的便利性。
学习目标
导入新课
思考：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h1 ，h和h1的大小关系怎样？如果减小斜面B的倾角呢？
伽利略理想斜面实验
A
B
h
h1
α
β
（斜面均光滑）
一、追寻守恒量
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）。
该事实称为“某个量是守恒的”,该量叫做能量或能。
分析总结
1.事实：
达到同一高度
2.机械能
得出结论：
WG>0，则 Ep↘， Ek↗
结论:
二、动能与势能的相互转化
动能
重力势能
WG<0，则 Ek↘， Ep↗
重力做功
对象：小球
转化分析
转化原因
重力做功
弹性势能
动能
动能
弹性势能
滑下：
上滑：
A
B
h
h'
用“能量”怎样描述伽利略斜面实验
实例1
斜面均光滑
实例2 弹簧振子
弹力做负功
弹性势能
动能
弹力做正功
弹性势能
动能
v=6m/s
v=0
弹簧恢复形状
v=6m/s
压缩的弹簧
v=0
结论:
动能
弹性势能
对象：系统
转化原因
弹力做功
转化分析
1.机械能
⑴表达式
动能、重力势能和弹性势能的统称。
⑵机械能 标量
⑶具有相对性
2.动能与势能能够相互转化
动能和势能之间的相互转化遵循什么规律呢？
小结
E=Ep+Ek
先选取参考平面和参考系才能确定机械能。（一般选地面为参考系）
情景1
推导
动能定理：
重力做功与重力势能的关系：
联立变形,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。
光滑曲面
三、机械能守恒定律
滑块在初、末位置的机械能
滑块沿光滑曲面 A B
A点：EA=EkA+EpA
B点：EB=EkB+EpB
探究：EA 与EB的关系
弹簧与小球组成的系统
2
1
情景2
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。
总结归纳
动能定理：
重力（弹力）做功与重力（弹性）势能的关系：
W非=0
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：
转化观点
转移观点
（3）ΔEA= -ΔEB
（2）ΔEk= -ΔEp
（1）Ek2+EP2=Ek1+EP1 即 E2=E1
守恒观点
(选取零势能参考平面)
3.适用对象：
单个质点、多个物体组成的系统。
机械能守恒定律
4.守恒的判断方法
(1)做功分析法(条件法)
①物体只受重力或只受弹力
②物体除了受到重力或弹力外，还受其他力，但其他力不做功。
③物体除了受到重力或弹力外，还受其他力，其他力做功，但其他力做功代数和为零。
⑵能量转化法：
接触面均光滑
想一想：很多情况下利用条件判断守恒比较困难，还有别的方法吗？上图中斜面和滑块均光滑，当滑块下滑时，斜面后退，这个系统机械能守恒吗？
如果系统内部只存在势能和动能之间的转化，则该系统机械能守恒。
判断依据: 通常有“光滑”、“不计摩擦”等字眼。
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液体中由静止开始下落。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？
上述两个例子中小球的机械能还是保持不变吗？
练习1 如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是 ( )
A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，物体A的机械能守恒
B．乙图中，物体B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，机械能守恒
C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落、B加速上升的过程中，A、B组成的系统机械能守恒
D．丁图中，不计空气阻力，小球由水平位置A处静止释放，运动到B处的过程中，机械能守恒
BCD
练习2 如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两物体M和m，且M > m，不计摩擦，系统由静止开始运动过程中 ( )
A.M、m各自的机械能分别守恒
B.M 减少的机械能等于m增加的机械能
C.M 减少的重力势能等于m增加的重力势能
D.M 和m组成的系统机械能守恒
BD
例题 如图所示，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】选择O点处为零势能面：
A点的机械能：
O点的机械能：
由机械能守恒定律得：
拓展：由上述结果分析，如果改变释放时的角度，小球运动到最低点的速度有何变化？
1.确定研究对象（物体或系统）和研究过程；
2.分析研究对象在运动过程中的受力情况，弄清各力做功的情况，判断机械能是否守恒（是否只有重力或弹簧弹力做功）；
3.运动分析，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；
4.根据机械能守恒定律列出方程，进行求解。
运用机械能守恒定律的解题步骤
机械能
动能
势能
相互转化
只有重力或弹力做功
总量保持不变
课堂小结
8.4 机械能守恒定律
第八章 机械能守恒定律
人教版（2019）必修 第二册
1.通过机械能守恒定律的学习，初步建立能量观念、体会守恒思想
2.会用能量观念分析具体实例中动能与势能（包括弹性势能）之间的相互转化
3.理解机械能守恒定律的推导过程
4.会从做功和能量转化华的角度判断机械能是否守恒，能用机械能守恒定律解决有关问题，体会利用机械能守恒定律解决问题的便利性。
学习目标
导入新课
思考：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h1 ，h和h1的大小关系怎样？如果减小斜面B的倾角呢？
伽利略理想斜面实验
A
B
h
h1
α
β
（斜面均光滑）
一、追寻守恒量
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）。
该事实称为“某个量是守恒的”,该量叫做能量或能。
分析总结
1.事实：
达到同一高度
2.机械能
得出结论：
WG>0，则 Ep↘， Ek↗
结论:
二、动能与势能的相互转化
动能
重力势能
WG<0，则 Ek↘， Ep↗
重力做功
对象：小球
转化分析
转化原因
重力做功
弹性势能
动能
动能
弹性势能
滑下：
上滑：
A
B
h
h'
用“能量”怎样描述伽利略斜面实验
实例1
斜面均光滑
实例2 弹簧振子
弹力做负功
弹性势能
动能
弹力做正功
弹性势能
动能
v=6m/s
v=0
弹簧恢复形状
v=6m/s
压缩的弹簧
v=0
结论:
动能
弹性势能
对象：系统
转化原因
弹力做功
转化分析
1.机械能
⑴表达式
动能、重力势能和弹性势能的统称。
⑵机械能 标量
⑶具有相对性
2.动能与势能能够相互转化
动能和势能之间的相互转化遵循什么规律呢？
小结
E=Ep+Ek
先选取参考平面和参考系才能确定机械能。（一般选地面为参考系）
情景1
推导
动能定理：
重力做功与重力势能的关系：
联立变形,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。
光滑曲面
三、机械能守恒定律
滑块在初、末位置的机械能
滑块沿光滑曲面 A B
A点：EA=EkA+EpA
B点：EB=EkB+EpB
探究：EA 与EB的关系
弹簧与小球组成的系统
2
1
情景2
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。
总结归纳
动能定理：
重力（弹力）做功与重力（弹性）势能的关系：
W非=0
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：
转化观点
转移观点
（3）ΔEA= -ΔEB
（2）ΔEk= -ΔEp
（1）Ek2+EP2=Ek1+EP1 即 E2=E1
守恒观点
(选取零势能参考平面)
3.适用对象：
单个质点、多个物体组成的系统。
机械能守恒定律
4.守恒的判断方法
(1)做功分析法(条件法)
①物体只受重力或只受弹力
②物体除了受到重力或弹力外，还受其他力，但其他力不做功。
③物体除了受到重力或弹力外，还受其他力，其他力做功，但其他力做功代数和为零。
⑵能量转化法：
接触面均光滑
想一想：很多情况下利用条件判断守恒比较困难，还有别的方法吗？上图中斜面和滑块均光滑，当滑块下滑时，斜面后退，这个系统机械能守恒吗？
如果系统内部只存在势能和动能之间的转化，则该系统机械能守恒。
判断依据: 通常有“光滑”、“不计摩擦”等字眼。
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液体中由静止开始下落。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？
上述两个例子中小球的机械能还是保持不变吗？
练习1 如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是 ( )
A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，物体A的机械能守恒
B．乙图中，物体B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，机械能守恒
C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落、B加速上升的过程中，A、B组成的系统机械能守恒
D．丁图中，不计空气阻力，小球由水平位置A处静止释放，运动到B处的过程中，机械能守恒
BCD
练习2 如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两物体M和m，且M > m，不计摩擦，系统由静止开始运动过程中 ( )
A.M、m各自的机械能分别守恒
B.M 减少的机械能等于m增加的机械能
C.M 减少的重力势能等于m增加的重力势能
D.M 和m组成的系统机械能守恒
BD
例题 如图所示，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】选择O点处为零势能面：
A点的机械能：
O点的机械能：
由机械能守恒定律得：
拓展：由上述结果分析，如果改变释放时的角度，小球运动到最低点的速度有何变化？
1.确定研究对象（物体或系统）和研究过程；
2.分析研究对象在运动过程中的受力情况，弄清各力做功的情况，判断机械能是否守恒（是否只有重力或弹簧弹力做功）；
3.运动分析，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；
4.根据机械能守恒定律列出方程，进行求解。
运用机械能守恒定律的解题步骤
机械能
动能
势能
相互转化
只有重力或弹力做功
总量保持不变
课堂小结