人教版高一物理必修二 7.8机械能守恒定律（共35张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高一物理必修二 7.8机械能守恒定律（共35张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 815.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-12-10 10:52:28 | ||
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文档简介
课件35张PPT。7.8 机械能
守恒定律回顾：动能重力势能 弹性势能势能机械能回顾：动能定理：W合 = EK2－ EK1重力做功与重力势能变化的关系：WG = EP1－ EP21.机械能 物体在某状态时的动能、重力势能和弹性势能的总和叫做物体的机械能。 进站前关闭发动机，机车凭惯性上坡，动能变成势能储存起来，出站时下坡，势能变成动能，节省了能源。生活中的实例2.动能与势能可相互转化
动能和势能之间转换时，物体的机械能有什么特点？探寻动能与势能转化规律 如图，一个质量为m的小球自由下落或做斜抛运动或竖直上抛，经过某高度为h１的A点时速度为v１，下落到某高度为h2的B点时速度为v2，试写出小球在A点时的机械能EA和在B点时的机械能EB，并找出小球在A、B时所具有的机械能EA、EB之间的数量关系。思考假如物体还受其它力,机械能是否还守恒?
动能和弹性势能间的转化 在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。弹簧的弹性势能与小球的动能相互转化EK2+EP2=EK1+EP1 即E2=E1ΔE减=ΔE增mgh2+mv22/2=mgh1+mv12/2结论探讨守恒的条件假如物体还受其它力做功,机械能是否还守恒?在只有重力做功的物体系统内，物体的动能和重力势能可以相互转化时，机械能?在具体判断机械能是否守恒时，一般从以下两方面考虑：?
①对于某个物体，只受重力（弹力）做功；受其它力，而其他力不做功，则该物体的机守?
②对于由两个或两个以上物体(包括弹簧在内组成的系统，如果系统只有重力做功或弹力做功，物体间只有动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化，系统与外界没有机械能的转移，系统内部没有机械能与其他形式能的转化系统的机械能就守恒。小结说一说下列实例中哪些情况机械能是守恒的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） 下列几种情况中，机械能一定守恒的是：
A.做匀速直线（F合=0）运动的物体
B.水平抛出的物体（不计空气阻力）
C.固定光滑曲面上运动的物体，如图所示
D.物体以0.8g的加速度竖直向上做匀减速运动随堂练习多项点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关 如图所示，质量为m的物体，以速度v离开高为H的桌子，当它落到距地面高为h的A点时，在不计空气阻力的情况下，下列哪些说法是正确的：
A.物体在A点具有的机械是mv2/2+mgH
B.物体在A点具有的机械能是mvA2/2+mgh
C.物体在A具有的动能是mv2/2+mg(H-h)
D.物体在A点具有的动能是mg(H-h)随堂练习多项应用：课本例题
在只有重力或弹簧的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。这就是机械能守恒定律。其数学表达式为
?? Ek2+ Ep2= Ek1+ Ep13.对机械能守恒定律的理解: 根据机械能守恒定律，求解具体问题时可从以下不同的角度列出方程：
（1）从守恒的角度 系统的初、末两状态机械能守恒，即
E2=E1；
（2）从转化的角度 系统动能的增加等于势能的减少，即
?? ?△Ek=－△Ep；
（3）从转移的角度 系统中一部分物体机械能的增加等于另一部分物体机械能的减少，
即 △EA=－△EB。?机械能守恒定律的研究对象一定是系统，是指系统的总机械能守恒，不是指某一个物体，单个物体无所谓机械能守恒。我们平时常说某物体的机械能守恒，只是一种习惯的说法，实际上应包括地球在内，因为物体的重力势能是物体与地球所共有的，而不是物体单独拥有的。系统的机械能是否守恒，选择研究对象很重要。另外，物体的动能中所用的速度，也是相对于地面的速度。当研究对象（除地球以外）只有一个物体时，往往根据是否“只有重力做功”来判定机械能是否守恒；当研究对象（除地球以外）由多个物体组成时，往往根据是否“没有摩擦和介质阻力”来判定机械能是否守恒。“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。在该过程中，物体可以受其它力的作用，只要这些力不做功，或所做功的代数和为零，就可以认为是“只有重力做功”。4．对机械能守恒条件的认识 如果没有摩擦和介质阻力，物体只发生动能和势能的相互转化时，机械能的总量保持不变，这就是机械能守恒定律．没有摩擦和介质阻力，这是守恒条件．说明：（1）条件中的重力与弹力做功是指系统内重力弹力做功．对于某个物体系统包括外力和内力，只有重力或弹簧的弹力做功，其它力不做功或者其它力的做功的代数和等于零，则该系统的机械能守恒，也就是说重力做功或弹力做功不能引起机械能与其它形式的能的转化，只能使系统内的动能和势能相互转化．（2）只有系统内部重力弹力做功，其它力都不做功，这里其它力合外力不为零，只要不做功，机械能仍守恒，即对于物体系统只有动能与势能的相互转化，而无机械能与其它形式转化（如系统无滑动摩擦和介质阻力等等），则系统的机械能守恒 5．?判断机械能守恒的方法（1）做功条件分析法
（2）能量转化分析法
（3）增减情况分析法 6．应用机械能守恒定律的基本思路 应用机械能守恒定律时，相互作用的物体间的力
可以是变力，也可以是恒力，只要符合守恒条件，机械能就守恒。而且机械能守恒，只涉及物体系
的初、末状态的物理量，而不须分析中间过程的
复杂变化，使处理问题得到简化。
应用的基本思路如下：
（1）选取研究对象：物体系或物体。
（2）根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、
做功情况分析，判断机械能是否守恒。
（3）恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的
初、末态时的机械能。
（4）根据机械能守恒定律列方程，进行求解验证。 典例剖析 类型一 守恒条件的理解例1如图所示，地面和斜面都是光滑的，物块从静止沿斜面下滑过程中，物块机械能是否守恒？系统机械能是否守恒？
变式题1 如图所示，在两个质量分别为m和2m的小球a和b之间，用一根长为L的轻杆连接（杆的质量可不计），两小球可绕穿过杆中心O的水平轴无摩擦的转动，现让轻杆处于水平位置，然后无初速释放，重球b向下，轻球a向上，产生转动，在杆转至竖直的过程中：
A.b球的重力势能减小，动能增加
B.a球的重力势能增加，动能增加
C.a球和b球的总机械能守恒
D. a球和b球的总机械能不守恒类型二 单个物体在变速运动中的机械能守恒问题例2 如图所示．一根长L的细绳，固定在O点，绳另一端系一条质量为m的小球．起初将小球拉至水平于A点．
（1）小球从A点由静止
释放后到达最低点C时
的速度．
（2）小球摆到最低点
时细绳的拉力。 拓展.如图所示，长为L的细绳一端拴一质量为m的小球，另一端固定在O点，在O点的正下方某处P点有一钉子，把线拉成水平，由静止释放小球，使线碰到钉子后恰能在竖直面内做圆周运动，求P点的位置类型三 系统机械能守恒问题例3 如图所示，质量均为m的小球A、B、C，用两条长为l的细线相连，置于高为h的光滑水平桌面上，L＞h，球刚跨过桌边。若A球、B球相继着地后均不再反跳，忽略球的大小，则C球离开桌边时的速度有多大？变式题: 如图所示，粗细均匀的U形管内装有总长为4L的水。开始时阀门K闭合，左右支管内水面高度差为L。打开阀门K后，左右水面刚好相平时左管液面的速度是多大？（管的内部横截面很小，摩擦阻力忽略不计）思考题. 如图所示,一轻质弹簧固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬挂点等高的地方无初速度释放,让其自由摆下,不计空气阻力,重物在摆向最低点的位置的过程中( )
A．重物重力势能减小
B．重物重力势能增大
C．重物的机械能不变
D. 重物机械能减小长为L的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其长度的1/4垂在桌边，如图所示，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大？
守恒定律回顾：动能重力势能 弹性势能势能机械能回顾：动能定理：W合 = EK2－ EK1重力做功与重力势能变化的关系：WG = EP1－ EP21.机械能 物体在某状态时的动能、重力势能和弹性势能的总和叫做物体的机械能。 进站前关闭发动机，机车凭惯性上坡，动能变成势能储存起来，出站时下坡，势能变成动能，节省了能源。生活中的实例2.动能与势能可相互转化
动能和势能之间转换时，物体的机械能有什么特点？探寻动能与势能转化规律 如图，一个质量为m的小球自由下落或做斜抛运动或竖直上抛，经过某高度为h１的A点时速度为v１，下落到某高度为h2的B点时速度为v2，试写出小球在A点时的机械能EA和在B点时的机械能EB，并找出小球在A、B时所具有的机械能EA、EB之间的数量关系。思考假如物体还受其它力,机械能是否还守恒?
动能和弹性势能间的转化 在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。弹簧的弹性势能与小球的动能相互转化EK2+EP2=EK1+EP1 即E2=E1ΔE减=ΔE增mgh2+mv22/2=mgh1+mv12/2结论探讨守恒的条件假如物体还受其它力做功,机械能是否还守恒?在只有重力做功的物体系统内，物体的动能和重力势能可以相互转化时，机械能?在具体判断机械能是否守恒时，一般从以下两方面考虑：?
①对于某个物体，只受重力（弹力）做功；受其它力，而其他力不做功，则该物体的机守?
②对于由两个或两个以上物体(包括弹簧在内组成的系统，如果系统只有重力做功或弹力做功，物体间只有动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化，系统与外界没有机械能的转移，系统内部没有机械能与其他形式能的转化系统的机械能就守恒。小结说一说下列实例中哪些情况机械能是守恒的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） 下列几种情况中，机械能一定守恒的是：
A.做匀速直线（F合=0）运动的物体
B.水平抛出的物体（不计空气阻力）
C.固定光滑曲面上运动的物体，如图所示
D.物体以0.8g的加速度竖直向上做匀减速运动随堂练习多项点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关 如图所示，质量为m的物体，以速度v离开高为H的桌子，当它落到距地面高为h的A点时，在不计空气阻力的情况下，下列哪些说法是正确的：
A.物体在A点具有的机械是mv2/2+mgH
B.物体在A点具有的机械能是mvA2/2+mgh
C.物体在A具有的动能是mv2/2+mg(H-h)
D.物体在A点具有的动能是mg(H-h)随堂练习多项应用：课本例题
在只有重力或弹簧的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。这就是机械能守恒定律。其数学表达式为
?? Ek2+ Ep2= Ek1+ Ep13.对机械能守恒定律的理解: 根据机械能守恒定律，求解具体问题时可从以下不同的角度列出方程：
（1）从守恒的角度 系统的初、末两状态机械能守恒，即
E2=E1；
（2）从转化的角度 系统动能的增加等于势能的减少，即
?? ?△Ek=－△Ep；
（3）从转移的角度 系统中一部分物体机械能的增加等于另一部分物体机械能的减少，
即 △EA=－△EB。?机械能守恒定律的研究对象一定是系统，是指系统的总机械能守恒，不是指某一个物体，单个物体无所谓机械能守恒。我们平时常说某物体的机械能守恒，只是一种习惯的说法，实际上应包括地球在内，因为物体的重力势能是物体与地球所共有的，而不是物体单独拥有的。系统的机械能是否守恒，选择研究对象很重要。另外，物体的动能中所用的速度，也是相对于地面的速度。当研究对象（除地球以外）只有一个物体时，往往根据是否“只有重力做功”来判定机械能是否守恒；当研究对象（除地球以外）由多个物体组成时，往往根据是否“没有摩擦和介质阻力”来判定机械能是否守恒。“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。在该过程中，物体可以受其它力的作用，只要这些力不做功，或所做功的代数和为零，就可以认为是“只有重力做功”。4．对机械能守恒条件的认识 如果没有摩擦和介质阻力，物体只发生动能和势能的相互转化时，机械能的总量保持不变，这就是机械能守恒定律．没有摩擦和介质阻力，这是守恒条件．说明：（1）条件中的重力与弹力做功是指系统内重力弹力做功．对于某个物体系统包括外力和内力，只有重力或弹簧的弹力做功，其它力不做功或者其它力的做功的代数和等于零，则该系统的机械能守恒，也就是说重力做功或弹力做功不能引起机械能与其它形式的能的转化，只能使系统内的动能和势能相互转化．（2）只有系统内部重力弹力做功，其它力都不做功，这里其它力合外力不为零，只要不做功，机械能仍守恒，即对于物体系统只有动能与势能的相互转化，而无机械能与其它形式转化（如系统无滑动摩擦和介质阻力等等），则系统的机械能守恒 5．?判断机械能守恒的方法（1）做功条件分析法
（2）能量转化分析法
（3）增减情况分析法 6．应用机械能守恒定律的基本思路 应用机械能守恒定律时，相互作用的物体间的力
可以是变力，也可以是恒力，只要符合守恒条件，机械能就守恒。而且机械能守恒，只涉及物体系
的初、末状态的物理量，而不须分析中间过程的
复杂变化，使处理问题得到简化。
应用的基本思路如下：
（1）选取研究对象：物体系或物体。
（2）根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、
做功情况分析，判断机械能是否守恒。
（3）恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的
初、末态时的机械能。
（4）根据机械能守恒定律列方程，进行求解验证。 典例剖析 类型一 守恒条件的理解例1如图所示，地面和斜面都是光滑的，物块从静止沿斜面下滑过程中，物块机械能是否守恒？系统机械能是否守恒？
变式题1 如图所示，在两个质量分别为m和2m的小球a和b之间，用一根长为L的轻杆连接（杆的质量可不计），两小球可绕穿过杆中心O的水平轴无摩擦的转动，现让轻杆处于水平位置，然后无初速释放，重球b向下，轻球a向上，产生转动，在杆转至竖直的过程中：
A.b球的重力势能减小，动能增加
B.a球的重力势能增加，动能增加
C.a球和b球的总机械能守恒
D. a球和b球的总机械能不守恒类型二 单个物体在变速运动中的机械能守恒问题例2 如图所示．一根长L的细绳，固定在O点，绳另一端系一条质量为m的小球．起初将小球拉至水平于A点．
（1）小球从A点由静止
释放后到达最低点C时
的速度．
（2）小球摆到最低点
时细绳的拉力。 拓展.如图所示，长为L的细绳一端拴一质量为m的小球，另一端固定在O点，在O点的正下方某处P点有一钉子，把线拉成水平，由静止释放小球，使线碰到钉子后恰能在竖直面内做圆周运动，求P点的位置类型三 系统机械能守恒问题例3 如图所示，质量均为m的小球A、B、C，用两条长为l的细线相连，置于高为h的光滑水平桌面上，L＞h，球刚跨过桌边。若A球、B球相继着地后均不再反跳，忽略球的大小，则C球离开桌边时的速度有多大？变式题: 如图所示，粗细均匀的U形管内装有总长为4L的水。开始时阀门K闭合，左右支管内水面高度差为L。打开阀门K后，左右水面刚好相平时左管液面的速度是多大？（管的内部横截面很小，摩擦阻力忽略不计）思考题. 如图所示,一轻质弹簧固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬挂点等高的地方无初速度释放,让其自由摆下,不计空气阻力,重物在摆向最低点的位置的过程中( )
A．重物重力势能减小
B．重物重力势能增大
C．重物的机械能不变
D. 重物机械能减小长为L的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其长度的1/4垂在桌边，如图所示，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大？