《能量守恒定律》（共34张）

2.3能量守恒定律重力势能弹性势能动能势能机械能知识回顾思考：动能和势能存在何种关系？物体的动能和势能之和称为物体的机械能。

机械能包括动能、重力势能、弹性势能表达式：E=EK+EP一、机械能

1.动能和重力势能可以相互转化

2.动能和弹性势能可以相互转化二、动能与势能的相互转化通过重力或弹簧弹力做功,机械能可以从一种形式转化成另一种形式. 质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1的A点时速度为v1，下落至高度h2的B点处速度为v2，不计空气阻力，取地面为参考平面，试写

出物体在A点时的机

械能和B点时的机械

能，并找到这两个机

械能之间的数量关系。h1v1v2mh2AB三、机械能守恒定律1.内容：在只有重力、(弹簧)弹力做功的情况下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变．2.条件：系统内只有重力、(弹簧)弹力做功，其它力不做功(或其它力做功代数和为零)。1.从系统的内、外力做功的角度看,只有重力、（弹簧）弹力做功，具体表现为三种情况：

机械能守恒条件的进一步理解1.从系统的内、外力做功的角度看,只有重力、（弹簧）弹力做功，具体表现为三种情况：

(1)只受重力、（弹簧）弹力。

机械能守恒条件的进一步理解1.从系统的内、外力做功的角度看,只有重力、（弹簧）弹力做功，具体表现为三种情况：

(1)只受重力、（弹簧）弹力。

(2)还受其它力，但其它力不做功。

机械能守恒条件的进一步理解1.从系统的内、外力做功的角度看,只有重力、（弹簧）弹力做功，具体表现为三种情况：

(1)只受重力、（弹簧）弹力。

(2)还受其它力，但其它力不做功。

(3)其它力做功，但做功的代数和

为零。机械能守恒条件的进一步理解2.从能量转化的角度看，只有系统内动能和势能相互转化，无机械能与其它形式能量（如内能）之间的转化。3.数学表达式：3.数学表达式：①3.数学表达式：①②

随堂练习1

在下面各个实例中，除1外都不考虑空气阻力，判断哪些机械能是守恒的，并说明理由。

1.伞兵带着张开的降落伞在空气中匀速下落。随堂练习1

在下面各个实例中，除1外都不考虑空气阻力，判断哪些机械能是守恒的，并说明理由。

1.伞兵带着张开的降落伞在空气中匀速下落。

解析：机械能不守恒，因为除重力做功外，降落伞还要克服空气阻力做功。2.抛出的手榴弹做抛物线运动。2.抛出的手榴弹做抛物线运动。

解析：机械能守恒，因为除受重力外，没有其它力对手榴弹做功。2.抛出的手榴弹做抛物线运动。

解析：机械能守恒，因为除受重力外，没有其它力对手榴弹做功。

3.物体沿着光滑的曲面滑下。2.抛出的手榴弹做抛物线运动。

解析：机械能守恒，因为除受重力外，没有其它力对手榴弹做功。

3.物体沿着光滑的曲面滑下。

解析：机械能守恒，因为除重力做功外，曲面弹力始终与位移垂直，不做功。4.拉着物体沿着光滑的斜面匀速上升。4.拉着物体沿着光滑的斜面匀速上升。

解析：机械能不守恒，因为除重力外，还有拉力对物体做功。

4.拉着物体沿着光滑的斜面匀速上升。

解析：机械能不守恒，因为除重力外，还有拉力对物体做功。

5.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（小球和弹簧组成的系统）4.拉着物体沿着光滑的斜面匀速上升。

解析：机械能不守恒，因为除重力外，还有拉力对物体做功。

5.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（小球和弹簧组成的系统）

解析：机械能守恒，因为除弹簧弹力外，没有其它力对小球做功。6.用细绳拴着一个小球，使小球在光滑水平桌面内做匀速圆周运动。6.用细绳拴着一个小球，使小球在光滑水平桌面内做匀速圆周运动。

解析：机械能守恒，因为小球在水平面上运动,重力和支持力不做功,重力势能不变;绳的拉力始终与位移垂直，也不做功，小球做匀速圆周运动，动能也不变。7.套在光滑圆环上的小球在竖直面内做圆周运动7.套在光滑圆环上的小球在竖直面内做圆周运动

解析：机械能守恒，因为除重力外，环的弹力不做功。小球的动能和重力势能相互转化，但机械能保持不变。

例题2.下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是（）A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒;B.做匀变速直线运动的物体的机械能可能守恒;C.合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒;D.只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒;E.当物体除受重力外还受到其它的力，但其它

的力不做功或其它的力做功的代数和为零，

物体的机械能也一定守恒;F.物体所受的合力不等于零，它的机械能可能

守恒.随堂练习2

下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是（）A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒;B.做匀变速直线运动的物体的机械能可能守恒;C.合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒;D.只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒;E.当物体除受重力外还受到其它的力，但其它

的力不做功或其它的力做功的代数和为零，

物体的机械能也一定守恒;F.物体所受的合力不等于零，它的机械能可能

守恒.BDEF四、机械能守恒定律解题应用机械能守恒定律解题 正确选取研究对象和研究过程，明确初、末状态的动能和势能，是解决问题的关键。

随堂练习3

以20m/s的速度将一物体从地面竖直上抛，若忽略空气阻力，g取10m/s2，试求：(1)物体上升的最大高度；(2)以水平地面为参考平面，物体在上升过程中重力势能和动能相等的位置。

随堂练习3

以20m/s的速度将一物体从地面竖直上抛，若忽略空气阻力，g取10m/s2，试求：(1)物体上升的最大高度；(2)以水平地面为参考平面，物体在上升过程中重力势能和动能相等的位置。 提示：忽略空气阻力，物体在空中只受重力作用，只有重力做功，满足机械能守恒的条件。随堂练习4

ABC是半径为r的竖直放置的1/4光滑圆轨道，CDE是不光滑的水平面，D是CE的中点。一质量为m的物体从A点无初速下滑，到达D点速度减为零。若给物体一竖直向下的初速度从A点开始下滑，到达E点速度减为零，则此初速度的大小应为多少?(4)根据机械能守恒定律列方程，进行求解。机械能守恒定律解题的一般步骤:（1）确定研究对象，画出过程示意图；（2）分析物体的受力，明确各力做功的情况，判断是否符合机械能守恒的条件；（3）分析物体的运动过程，恰当地选取参考平面，确定物体初、末状态的机械能；力学领域中功能关系的主要形式有1.

WG=

E重2.

W弹=

E弹3.

W合=

E动

4.其它力做的功（重力、弹力以外的力）与机械能的变化之间的关系：

当W其＞0时，△E＞0，机械能增加当W其＜0时，△E＜0，机械能减少5.系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量，滑动摩擦力与相对距离的乘积在数值上等于系统产生的内能，即△E

内=Q＝FS相能量守恒定律1、能量守恒定律能量守恒定律2、导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是什么?

导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是确立了永动机的不可能性和发现了各种自然现象之间的相互联系与转化．⑴、内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移过程中，能量的总量保持不变．⑵、定律的表达式

E初＝E终；△E增＝△E减五、能量守恒定律导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是什么?历史上有很多人不相信能量守恒定律的人，挖空心思想发明一种不消耗能量，却能不断对外做功的机器——永动机17～18世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能的法国科学院在1775年就正式决定，不再研究和试验任何永动机永动不可能制成的原因：根据能量守恒定律，任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制造能量，因此第一类永动机是不可能制成的.

滚珠永动机

软臂永动机阿基米德螺旋永动机磁力永动机水塔式永动机下列说法中正确的是（）不同形式能量的转化是通过做功来实现的做功的过程总是伴随着能量的转化（或转移）某种形式的能量增加10J，一定有其他形式的能量减少10J某个物体的能量减少10J，一定有其他物体的能量增加10JABCD一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法正确的是（）

A、物体机械能不变，内能也不变

B、物体机械能减小，内能不变

C、物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量减小

D、物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量不变D一质量均匀、不可伸长的绳索，重为G，A、B两端固定在天花板上，如图所示。现在最低点C处施加一竖直向下的力，将最低点缓慢拉至D点。在此过程中，绳的重心位置（）A.逐渐升高B.逐渐降低C.先降低后升高D.始终不变DABCA解析外力对绳索做功，绳索的机械能增加。由于绳索的动能不变，增加的必是重力势能，重力势能增加是重心升高的结果。正确选项为A。点悟：

本题绳索重心的具体位置很难确定，且往往会错误地认为：外力将绳索向下拉，绳索的重心会逐渐降低。这里，我们应用功能原理，对问题作出了正确的判断。一、动能与势能的相互转化重力做功：动能

重力势能

弹力做功：动能

弹性势能二、机械能守恒定律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，但机械能的总量保持不变。三、机械能守恒定律的条件

1、只受重力（弹力），不受其他力。如自由落体的物体

2、除重力（弹力）以外还有其它力，但其它力都不做功。如做单摆运动的物体回顾小结