物理（人教版必修2）课件第7章第8节机械能守恒定律

第七章机械能守恒定律第8节机械能守恒定律一、动能与势能的相互转化1．动能与势能的相互转化(1)转化条件：只有_______或________做功．(2)转化特点：做正功时，_______向________转化；做负功时，________向________转化．(3)重力势能、弹性势能和动能统称为__________．重力

弹力

势能

动能

动能

势能

机械能

2．思考：利用橡皮代替小球，动手做一做教材上的“演示”实验．①小球(橡皮)的受力情况如何？②各力做功情况如何？小球(橡皮)的动能和势能如何变化？③这个实验说明了什么问题？提示：①小球在摆动过程中受重力和线的拉力作用．②拉力和速度方向总是保持垂直，对小球不做功，只有重力对小球做功．小球在摆动过程中重力势能和动能在不断相互转化．③在摆动过程中，小球总能回到原来的高度，可见，重力势能和动能的总和不变．二、机械能守恒定律阅读教材“机械能守恒定律”部分，回答下列问题．1．动能和势能的相互转化是否存在某种定量的关系呢？上述各运动过程中，物体的机械能是否变化呢？(1)质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1处速度为v1，下落至高度h2处速度为v2，不计空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化．(2)如图甲所示，物体沿光滑曲面滑下，途经A、B两点．物体在A、B两点的机械能有何关系？2．归纳：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，动能与势能可以__________，而总的机械能__________．(2)守恒定律表达式①Ek2－Ek1＝____________，即ΔEk＝________②Ek2＋Ep2＝__________③E2＝__________(3)守恒条件：只有____________做功．互相转化

保持不变

Ep1－Ep2

－ΔEp

Ek1＋Ep2

E1

重力或弹力

3．思考：在以下两种条件下机械能是否守恒？①只受重力．②只有重力做功．并说明两种条件含义是否相同．提示：两种条件下机械能均守恒，但两种条件的含义不同．只有重力做功时物体可能只受重力，也可能还受其他力，但其他力都不做功，或其他力做功的代数和为0．探究一机械能是否守恒的判定1．机械能守恒的条件是______________________．2．一个物体所受合外力为零，或者合外力不为零，但合外力做功为零，其机械能守恒吗？提示：不一定守恒．机械能守恒的条件不是合外力等于零，更不是合外力做的功等于零．例如，水平飞来的子弹打入静止在光滑水平面上的木块内的过程中，对于子弹和木块组成的系统，合外力的功及合外力都是零，但系统在克服内部阻力做功，将部分机械能转化为内能，机械能减少．只有重力或弹力做功

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．做变速运动的物体机械能可能守恒C．外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D．若只有重力对物体做功，物体的机械能也可能不守恒解析：做匀速直线运动的物体机械能不一定守恒，比如降落伞匀速下降，机械能减小，故选项A错误．做变速直线运动的物体机械能可能守恒，比如自由落体运动，故选项B正确．机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，或者除重力和弹力外其他力对物体做功为零时，故选项C、D错误．答案：B【题后总结】机械能守恒的判断方法(1)做功条件分析法，分三种情况：①物体只受重力(或系统内的弹力)作用；②物体同时受重力和其他力，但其他力不做功；③有系统的内力做功，但是内力做功的代数和为零．(2)能量转化分析法：若物体只有动能、重力势能及弹性势能间相互转化，或系统内只有物体间的机械能相互转移，则机械能守恒．(3)定义判断法：如物体沿水平方向匀速运动时，动能和势能之和不变，则机械能守恒；物体沿竖直方向或沿斜面匀速运动时，动能不变，势能变化，机械能不守恒．1．关于机械能守恒，下列说法中正确的是(

)A．物体做匀速运动，其机械能一定守恒B．物体所受合力不为零，其机械能一定不守恒C．物体所受合力做功不为零，其机械能一定不守恒D．物体沿竖直方向向下做加速度为5m/s2的匀加速运动，其机械能减少解析：物体做匀速运动其动能不变，但机械能可能变，如物体匀速上升或下降，机械能会相应的增加或减少，选项A错误；物体仅受重力作用，只有重力做功，或受其他力但其他力不做功或做功的代数和为零时，物体的机械能守恒，选项B、C错误；物体沿竖直方向向下做加速度为5m/s2的匀加速运动时，物体一定受到一个与运动方向相反的力的作用，此力对物体做负功，物体的机械能减少，故选项D正确．答案：D探究二机械能守恒定律的应用 如图所示，质量m＝50kg的跳水运动员从距水面高h＝10m的跳台上以v0＝5m/s的速度斜向上起跳，最终落入水中．若忽略运动员的身高，不计空气阻力，g取10m/s2，求：(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．答案：(1)5000J

(2)625J

(3)15m/s【题后总结】应用机械能守恒定律解题的基本思路(1)选取研究对象——物体或系统．(2)根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒．(3)恰当地选取零势能面，确定研究对象初、末状态的机械能．(4)根据机械能守恒定律列方程进行求解．2．(多选)如图所示，在地面上以速度v0抛出一质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上．若以地面为零势能参考平面，且不计空气阻力，则下列说法正确的是(

)答案：BCD一、机械能守恒的条件1．对机械能守恒条件的理解(1)物体只受重力，只发生动能和重力势能的相互转化，如自由落体运动、抛体运动等．(2)只有弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化．如在光滑水平面上运动的物体碰到一个弹簧，和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒．(3)物体既受重力，又受弹力，重力和弹力都做功，发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化，如自由下落的物体落到竖直的弹簧上和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒．(4)除受重力或弹力外，还受其他力，但其他力不做功，或其他力做功的代数和为零．如物体在沿斜面的拉力F的作用下沿斜面向下运动，若拉力的大小与摩擦力的大小相等，则在此运动过程中，其机械能守恒．二、机械能守恒定律的表达式1．守恒观点初态机械能等于末态机械能，即Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2．2．转化或转移观点