(共23张PPT)
第八章
机械能守恒定律
第4节
机械能守恒定律
学习目标
1.知道什么是机械能，知道动能和势能是可以相互转化的．
2.会推导机械能守恒定律．
3.掌握机械能守恒定律的内容，理解机械能守恒的条件．
4.会灵活运用机械能守恒定律解决问题．
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目录
/CONTENTS
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追寻守恒的量
动能和势能的转化
机械能守恒定律
新课引入
伽利略曾研究过小球在斜面上的运动。他发现：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，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度基本相同。
在小球的运动过程中，有哪些物理量是变化的？哪些是不变的？你能找出不变的量吗？
一、追寻守恒量
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，这说明存在一个与高度相关的物理量。这个量是守恒的，后来物理学家就把这个量叫做能量。
A
B
h
等高
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。
二、动能与势能的相互转化
物体从高处落下的过程中
高度减小
重力势能减小
速度增加
动能增加
重力势能
动能
篮球运动员投篮过程中
速度减小
动能减小
动能
重力势能
高度增加
重力势能增加
二、动能与势能的相互转化
既然重力势能与动能之间可以互相转化，那弹性势能与动能之间也可以互相转化吗？
二、动能与势能的相互转化
如此可见，重力势能、弹性势能、动能之间是可以互相转化的
重力势能
动能
弹性势能
三、机械能守恒定律
从上面的讨论可以看出来，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
重力势能:
弹性势能
动能：
势能Ep
机械能E=EK+EP
物体由于运动而具有的能叫做动能
Ek=mv2/2
Ep=mgh
三、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：
由重力做功与重力势能的关系得
三、机械能守恒定律
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
三、机械能守恒定律
如果物体沿粗糙面下滑呢？
粗糙曲面滑下
Ek2+EP2≠Ek1+EP1
即
E1≠E2
结论：除重力外有其他力做功，机械能改变。
三、机械能守恒定律
在只有重力做功的物体系统内，动能与重力势能可以互相转化，
而总的机械能保持不变。
Ek2
Ep2
Ek1
Ep1
若地面光滑，根据动能定理
Ek2-Ek1=W弹
W弹=-ΔEp=Ep1-Ep2
由两式得
Ek2-Ek1=Ep1-Ep2
Ek2+Ep2=Ek1+Ep1
即E2=E1
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,动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。
条件
1.动能增加，势能一定减小，且动能增加量等于势能减小量。
2.动能减小，势能一定增加，且动能减小量等于势能增加量。
2.适用对象：
单个质点、多个物体组成的系统
三、机械能守恒定律
只有重力做功或弹簧弹力做功
4、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:
三、机械能守恒定律
(1)用做功来分析：分析物体或物体系统的受力情况(包括内力和外力)，明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重力或弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则物体或物体系统的机械能守恒。
(2)用能量转化来分析：若物体系统中只有动能和势能的相互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转化成其他形式的能(如内能)，则系统的机械能守恒．
(3)用增减情况分析：若物体系统的动能与势能均增加，则系统机械能不守恒；若系统的动能不变，而势能发生了变化，或系统的势能不变，而动能发生了变化，则系统机械能不守恒。
5、判断机械能是否守恒的方法：
课堂小结
追星守恒的量
机械能守恒定律
动能与势能的相互转化
动能转化为势能
势能转化为动能
机械能守恒定律
课堂检测
1.在下面列举的各个实例中(除A外都不
计空气阻力)，哪些过程中机械能是守恒的？
说明理由.
A.跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落
B.抛出的标枪在空中运动
C.拉着一个金属块使它沿光滑的斜面匀速上升
D、在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后，又被弹回来
f阻做功
拉力做功
BD
课堂检测
2.如图所示，木块与水平桌面间的接触面是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短，则从子弹开始射木块到弹簧压缩至最短的整个过程中(
)
B
D
A．子弹与木块组成的系统机械能守恒
B．子弹与木块组成的系统机械能不守恒
C．子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒
D．子弹、木块和弹簧组成的系统机械能不守恒
课堂检测
3、
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，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
课堂检测
4.如图为翻滚过山车示意图，圆轨道的半径为10m，为了安全，则过山车由静止开始向下运动时离地至少多高？（不考虑空气阻力和摩擦阻力）
h
B
A
取地面为0势面，由机械能守恒，得
解：在最高点B时
谢谢
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