江苏专版2023-2024学年新教材高中物理第八章机械能守恒定律4机械能守恒定律课件新人教版必修第二册

第八章

机械能守恒定律4

机械能守恒定律1教材预习·必备知识全过关2核心要点·能力素养全提升3分层作业学习目标学科核心素养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的角度判断机械能是否守恒，能应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。物理观念:明确什么是机械能，知道在机械能守恒的情况下重力势能与动能之间是相互转化的，构建能量观念。科学思维:运用动能定理推导机械能守恒定律，体会做功在能量转化过程中的用途。科学探究:验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法。科学态度与责任:树立科学观点，理解自然规律，并用来解决实际问题。01教材预习·必备知识全过关一、追寻守恒量伽利略的斜面实验探究如图所示。

2.实验现象：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于它开始运动时的______，不会更高一点，也不会更低一点。3.实验结论：这说明某种“东西”在小球的运动过程中是________。在物理学上我们把这个不变量叫作能量或者能。静止高度不变的二、动能与势能的相互转化1.重力势能与动能的转化：只有重力做功时，若重力对物体做正功，则物体的重力势能______，动能______，物体的__________转化为______；若重力对物体做负功，则物体的重力势能______，动能______，物体的______转化为__________。2.弹性势能与动能的转化：只有弹簧弹力做功时，若弹力对物体做正功，则弹簧的弹性势能______，物体的动能______，弹簧的__________转化为物体的______；若弹力对物体做负功，则弹簧的弹性势能______，物体的动能______，物体的______转化为弹簧的__________。减少增加重力势能动能增加减少动能重力势能减少增加弹性势能动能增加减少动能弹性势能3.机械能：__________、__________与______统称为机械能。

5.转化的方式：通过____________做功，机械能可以从一种形式______为另一种形式。6.标矢性：机械能是________，是______（选填“标量”或“矢量”）。重力势能弹性势能动能重力或弹力转化状态量标量三、机械能守恒定律1.内容：在______________________________内，动能与势能可以__________，而总的机械能__________。2.守恒定律表达式

3.守恒______物体系统内只有______或______做功。4.应用机械能守恒定律解决问题只需考虑运动的初状态和________，不必考虑两个状态间过程的细节，即可以简化计算。只有重力或弹力做功的物体系统互相转化保持不变条件重力弹力末状态02核心要点·能力素养全提升要点一

对机械能守恒定律的理解和判断1.研究对象（1）当只有重力做功时，可取一个物体（其实是物体与地球构成的系统）作为研究对象。（2）当物体之间的弹力做功时，必须将这几个物体构成的系统作为研究对象（使这些弹力成为系统内力）。2.守恒条件理解（1）从能量转化分析，系统内部只发生动能和势能的相互转化，无其他形式能量（如内能）的转化，系统机械能守恒。（2）从做功条件分析，机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功。可从以下三种情形理解：①只受重力作用：如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动（自由落体、竖直上抛、平抛、斜抛等）。②受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功，例如：物体沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力对物体不做功。

3.判断机械能守恒的方法（1）做功分析法（常用于单个物体）（2）能量分析法（常用于多个物体组成的系统）（3）机械能的定义法：机械能等于动能与势能之和，若一个过程中动能不变，势能变化，则机械能不守恒，如匀速上升的物体机械能增加。例题1

[2022江苏东台练习]如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是(

)

√[解析]

题图甲中无论火箭匀速上升还是加速上升，都有推力做正功，机械能增加，A错误；题图乙中物体沿斜面匀速上升，动能不变，重力势能增加，机械能增加，B错误；题图丙中，小球沿粗糙斜面加速滚下过程中，除了重力做功，还有摩擦力做负功，机械能减少，C错误；题图丁中，弹簧的弹力做功，弹簧的弹性势能转化为两小车的动能，两小车组成的系统机械能增加，而两小车与弹簧组成的系统机械能守恒，D正确。对点演练1

[2022江苏常熟月考]下列说法正确的是(

)

CA.被匀速向上吊起的集装箱，其机械能守恒B.若某物体动能保持不变，则其所受合力一定为零C.若某物体动能保持不变，则其所受合力做的功一定为零D.被水平抛出的铅球（忽略阻力），其机械能不断增大[解析]

被匀速向上吊起的集装箱，其向上的拉力做正功，因此机械能增加，A错误；若某物体动能保持不变，则其所受合力不一定为零，但合力做功一定为零，B错误，C正确；被水平抛出的铅球，由于只有重力做功，因此其机械能守恒，D错误。要点二

机械能守恒定律的应用1.机械能守恒定律的不同表达式项目表达式物理意义注意从守恒的角度看初状态的机械能等于末状态的机械能必须先选参考平面从转化的角度看过程中动能的增加量等于势能的减少量不必选参考平面从转移角度看2.应用机械能守恒定律解题的一般步骤（1）根据题意选取研究对象。（2）明确研究对象的运动过程，分析研究对象在此过程中的受力情况，弄清各力做功的情况，判断机械能是否守恒。（3）恰当地选取参考平面，确定研究对象在此过程中初状态和末状态的机械能。（4）根据机械能守恒定律的不同表达式列方程并求解。

D

D

A

（1）运动员在跳台上时具有的重力势能（以水面为参考平面）；（2）运动员起跳时的动能；（3）运动员入水时的速度大小；入水时的速度大小与起跳时的方向有关吗？（1）运动员在跳台上时具有的重力势能（以水面为参考平面）；

（2）运动员起跳时的动能；

（3）运动员入水时的速度大小；入水时的速度大小与起跳时的方向有关吗？

B

03分层作业A级

必备知识基础练一、对机械能守恒定律的理解与判断1.[2023江苏阜宁开学考]下列说法正确的是(

)

CA.被匀速向上吊起的集装箱，其机械能守恒B.若某物体动能保持不变，则其所受合力一定为零C.若某物体动能保持不变，则其所受合力做的功一定为零D.被水平抛出的铅球，其机械能不断增大2.[2022江苏溧阳期末]2022年4月16日，我国神舟十三号载人飞船在东风着陆场平安着陆。如图所示为载人飞船在主降落伞牵引下正向地面减速下降，此过程中飞船的机械能(

)

BA.增加

B.减少

C.不变

D.无法判断3.[2022江苏南通月考]如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是(

)

C

4.[2022江苏泰州月考]下列说法正确的是(

)

C

二、机械能守恒定律的应用

C

B

B

B级

关键能力提升练

B

D

DA.&1&

B.&2&

C.&3&