机械能守恒定律8

第七章：机械能守恒定律人教版物理必修②机械能守恒定律（第1课时）教学目标

知识与技能1、知道什么是机械能，理解物体的动能和势能可以相互转化；2、理解机械能守恒定律的内容和适用条件；3、会判定具体问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律分析实际问题【教学重点】1、机械能守恒定律的推导与建立，以及机械能守恒定律含义的理解；2、机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的实际应用。【教学难点】1、机械能守恒的条件及对机械能守恒定律的理解。2、能正确分析物体系统内所具有的机械能，判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。翻滚过山车观察与思考如图是迪斯尼乐园的过山车情景，请问：“一辆滑车在下滑过程中，既然没有什么动力，为什么每次总能如此准确的完成一连串有惊无险的动作呢？”生活中的实例重力势能转化为动能动能又转化为重力势能如此往复重力做正功重力势能减少动能增加重力做负功重力势能增加动能减少上述现象，说明了什么问题？动能和势能是怎样转化的?

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。

车站随着人类能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量的利用率，是人类所面临的一项重要任务，右图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度。明珠号列车为什么在站台上要设置一个小小的坡度？重力势能转化为动能v自由落体重力势能减小动能增加动能和势能的相互转化V光滑斜面v动能转化为重力势能竖直上抛动能减小重力势能增加V光滑斜面动能和弹性势能可以相互转化.弹力做正功弹性势能转化为动能弹力做正功弹性势能减少动能增加弹力做负功弹性势能增加动能减少重力势能:弹性势能动能：势能Ep物体由于运动而具有的能叫做动能

Ek=mv2/2相互作用的物体凭借其位置而具有的能叫做势能

Ep=mgh机械能E=EK+EP机械能：物体的动能和势能之和称为物体的机械能;用E表示,E＝EK＋EP问题：动能与势能的相互转化是否存在某种定量的关系呢？v1v2ABh1h2v0h1h2ABv1v2h1BAh2v1v2运动类型受力情况做功的力自由落体平抛沿光滑斜面下滑沿光滑曲面下滑

重力

重力

重力

重力

重力

重力

重力支持力

重力支持力共同点：只有重力做功ABh1h2如图，一个质量为m的小球自由下落、平抛运动、光滑斜面下滑、光滑曲面下滑，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。根据动能定理有:根据重力做功有：由（1）、（2）两式得：EK2+EP2=EK1+EP1即E2=E1EK2-EK1=EP1-EP2

即ΔEk=

－ΔEpABh1h2v1v2讨论：如果存在空气阻力：ABEP1EK1EK2WG-Wf=EK2-EK1WG=EP1-EP2EK2-EK1+Wf=EP1-EP2EK2+EP2+Wf=EK1+EP1B点机械能A点机械能≠结论：有其它力做功时，总的机械能不守恒减少了的机械能去哪里了？EP2A到B过程中由动能定理得：只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。

物体只受重力；

②物体除受重力外还受其他的力，但其他力不做功；

③物体除受重力外还受其他的力，但其他力做功的代数和为零fＦＦ＝ｆ等效于只有重力做功思考：只有重力做功，有哪几种情形？GNF◆小球的受力情况如何？

重力G、支持力N、弹力F◆各个力的做功情况如何？

G和N不做功，弹力F做功◆能量转化情况？BAO同样可以理论证明：

在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，物体与弹簧组成的系统的机械能也保持不变。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，总的机械能保持不变。E2=E1即EK2+EP2=EK1+EP1ΔEk=

－ΔEp机械能守恒定律

2、条件：只有重力或弹力做功即EK2-EK1=EP1-EP2

3、表达式物体只受重力；

②物体除受重力外还受其他的力，但其他力不做功；

③物体除受重力外还受其他的力，但其他力做功的代数和为零说明：参考面选取的问题。（１）从系统做功的角度：只有重力或系统内的弹力做功。总机械能守恒定律的条件的理解：（２）从能量转化的角度：只有系统内的动能和势能相互转化，无其他形式能量（如内能）参与转化。说一说下列实例中哪些情况机械能是守恒的用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。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）光滑水平面上运动的小球，把弹簧压缩后又被弹回来。v1、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点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关BC点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关C2、下列关于物体机械能守恒的说法中，正确的是（）A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B.合外力对物体不做功，物体的机械能一定守恒C.物体只发生动能与势能的相互转化时，物体的机械能守恒D.运动的物体，若受合外力为零，则其机械能一定守恒E.做匀变速运动的物体的机械能不可能守恒3.如图，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到最大高度的过程中，下列说法正确的是（）A、子弹的机械能守恒。B、木块的机械能守恒。C、子弹和木块的总机械能守恒。D、以上说法都不对D1、子弹射中木块的过程机械能不守恒2、整体从最低位置摆到最高位置的过程机械能守恒4、如下图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的是（）（A）重力势能和动能之和总保持不变（B）重力势能和弹性势能之和总保持不变（C）动能和弹性势能之和总保持不变（D）重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变DOBAθlGFT讨论：（1）以谁为研究对象，研究的是哪个过程（2）研究过程中，机械能是否守恒？（3）选取哪个平面为参考平面，初末状态的机械能分别为多少？（4）根据机械能守恒定律列方程把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆，摆长为l，最大偏角为θ。小球运动到最低位置时的速度是多大？OBAθLGFT由机械能守恒定律得即得末状态解：选O所在平面为零势能面初状态小结

应用机械能守恒定律解题，只需考虑过程的初、末状态，不必考虑两个状态间过程的细节，这是它的优点。应用机械能守恒定律的解题步骤(1)