机械能守恒定律 高一下学期物理人教版（2019）必修二

8.4机械能守恒定律核心素养目标物理观念知道能量守恒是自然界的重要规律，知道什么是机械能，理解机械能守恒定律的内容及条件。科学思维领悟从守恒的角度分析问题的方法，会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，并能运用机械能守恒定律解决有关问题。科学态度与责任认识机械能守恒定律对日常生活的影响，体会守恒思想对物理学的推动作用。思考：前面学习了哪几种形式的能量？表达式是什么？分别对应什么力做功？重力势能EP弹性势能EP动能EkWG=EP1-EP2=-△EP势能W弹=EP1-EP2=-△EPW合=Ek2-Ek1=△Ek动能动能和势能相互转化的例子在一定条件下，物体的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）之间可以相互转化，那么你知道它们在转化的过程中遵守什么规律吗？伽利略斜面实验（1863年）阅读P89面相关内容伽利略理想斜面实验ABhAhB1.实验过程：一、追寻守恒量一.追寻守恒量2.实验现象：在没有空气阻力和摩擦力时，无论斜面B陡一些，还是缓一些，小球总能到达斜面B上与释放点等高的位置，即hA=hB3.实验结论：小球在运动中“某个量是守恒的”

实验表明斜面上的小球在运动过程中好像“记得”自己起始的高度（或与高度相关的某个量）。把这个量叫做能量或能。让静止的小球沿斜面A滚下，小球将滚上斜面B回顾：前面学习了哪几种形式的能量？分别对应什么力做功？重力势能EP弹性势能EP动能EkWG=EP1-EP2=-△EP势能W弹=EP1-EP2=-△EPW合=Ek2-Ek1=△Ek动能机械能二、机械能（E）1.概念：2.表达式：1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E：机械能EK：动能EP：重力势能和弹性势能理解：①机械能是状态量例：v2Ah1h2Bv1自由落体运动EA=EKA+EPAEB=EKB+EPB地面为零势能面（对应物体在某一时刻或某一位置时的机械能）二、机械能（E）3.标量：②机械能具有相对性只有大小，没有方向，但有正、负之分。（其大小与参考系、零势能面的选取有关）1.概念：2.表达式：1重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式，统称为机械能理解：①机械能是状态量（对应物体在某一时刻或某一位置时的机械能）二、机械能（E）4.动能与势能的相互转化①动能与重力势能的相互转化AB思考：小球沿A运动时，高度不断减小，而速度不断增大，说明什么？说明：小球重力势能不断减小，动能不断增大，重力势能转化为动能思考：小球沿B运动时，高度不断增大，而速度不断减小，说明什么？说明：小球重力势能不断增大，动能不断减小，动能转化重力势能思考：小球重力势能与动能间转化的原因是什么？（从做功角度考虑）重力做功重力做功小球沿A运动时，重力对物体做正功，物体的动能增加，重力势能减小。小球沿B运动时，重力对物体做负功，物体的动能减小，重力势能增大。二、机械能（E）4.动能与势能的相互转化②动能与弹性势能的相互转化思考：小球向左运动时，速度不断减小，而弹簧形变量不断增大，说明什么？说明：小球动能不断减小，弹簧弹性势能不断增大，动能转化为弹性势能思考：小球向右运动时，速度不断增大，而弹簧形变量不断减小，说明什么？说明：小球动能不断增大，弹簧弹性势能不断减小，弹性势能转化为动能vv二、机械能（E）4.动能与势能的相互转化②动能与弹性势能的相互转化思考：动能与弹性势能间转化的原因是什么？（从做功角度考虑）弹力做功vv由小球接触弹簧到速度为零的这一过程中，弹力对小球做负功，弹簧的弹性势能增加，小球动能减少。被压缩的弹簧具有弹性势能，当弹簧恢复原来形状时，就把跟它接触的物体弹出去。这一过程中，弹力对小球做正功，弹簧的弹性势能减少，小球动能增加。弹力做功

一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的液体中由静止开始下落(图8.4-2)。它们都由高度为h的地方下落到高度为h，的地方。在这两种情况下，重力做的功相等吗?重力势能的变化相等吗?动能的变化相等吗?重力势能各转化成什么形式的能?参考答案：（1）这两种情况下，重力做功相等；（2）重力势能的变化相等；（3）动能变化不相等；（4）第一次减小的重力势能完全转化为动能，第二次减小的重力势能除了转化为动能外，还有一部分转化为内能。猜想动能与势能的相互转化是否存在某种定量关系?通过刚才几个例子分析，我们知道动能与势能之间相互转化是通过重力做功或弹力做功来实现的。阅读P91面相关内容例.把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆（如图所示），摆长为L，最大偏角为。求小球运动到最低位置时的速度为多大？解析：小球摆动过程中，细线的拉力不做功，系统只有重力做功，机械能守恒。解：设小球最低点所在位置为参考平面由机械能守恒定律得：解得：

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。三、机械能守恒定律1、内容：EK2

+EP2=EK1+EP1

3、表达式：E2=E1在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。还可以根据动能变化量和势能的变化量间的关系表述为：2、条件：只有重力或弹力做功注：选0势能面练习1：分析下列情况下机械能是否守恒？（1）跳伞运动员从空中匀速下落的过程；（2）物体做平抛运动；4、应用4、应用例、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？用机械能守恒定律解题的步骤：1.选取研究对象，受力分析，判断机械能是否守恒。2.选取零势能面，确定始态和末态的机械能。3.列方程，并求解结果。3、机械能守恒定律：2、机械能：E=Ek+Ep（1）内容：在只有重力或弹力做功