机械能守恒定律课件-高一下学期物理人教版2

机械能守恒定律CONTENTS01学习目标02动能势能相互转化03机械能守恒定律04课堂总结学习目标PART1学习目标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。动能和势能相互转化PART2引入伽利略曾研究过小球在斜面上的运动。他发现：无论斜面B比斜面A陡些或缓些，小球的速度最后总会在斜面上的某点变为0，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度基本相同。在小球的运动过程中，有哪些物理量是变化的？哪些是不变的？你能找出不变的量吗？机械能守恒思考：小球在光滑的斜面Ａ上从高为h处由静止滚下，滚上另一光滑的斜面Ｂ，速度变为零时的高度为h1，h和h1的大小关系怎样？如果减小斜面B的倾角呢？伽利略理想斜面实验ABhh’αβ伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）一、追寻守恒量机械能守恒ABhh

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）。

后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。机械能守恒二、动能与势能的相互转化mg我们发现，在这过程中，物体的速度增加了，表示物体的动能增加了。这说明，物体原来的重力势能转化成了动能。重力做正功①重力势能→动能减少的重力势能到哪里去了？沿光滑斜面滑下机械能守恒沿光滑斜面上升mg由于物体的高度增加，它的重力势能增加了。这说明物体原来具有的动能转化成了重力势能。v0②动能→重力势能重力做负功减少的动能到哪里去了？mg竖直上抛v0机械能守恒③动能↔弹性势能被压缩的弹簧弹射的过程弹性势能→动能跳板上弹起的过程弹性势能→动能反之成立机械能守恒机械能E机械能=动能+势能重力势能、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。重力势能Ep重弹性势能Ep弹势能Ep重动能Ek势能Ep弹机械能守恒思考与讨论：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。它们都由高度为h1

的地方下落到高度为h2

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？①重力做功：WG=mgh两小球的重力mg都是一样，h=h1-h2也一样。②重力做功=重力势能的变化：WG=Ep1-Ep2③合力做的功=动能的变化：W=Ek2-Ek1mgmgf阻也可由合力做功的不同来判断都是静止开始下落：Ek1=0v2真>v2油，即Ek2真>Ek2油机械能守恒④真空：重力势能→动能油：重力势能→动能+内能真空：只有重力做功。油：除重力做功外还有阻力做功。动能与势能的相互转化是否存在某种定量的关系？只有弹力做功的系统内思考与讨论：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。它们都由高度为h1

的地方下落到高度为h2

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？mgmgf阻机械能守恒定律PART3机械能守恒三、机械能守恒定律动能定理：功能关系：光滑曲面联立变形：【结论】只有重力做功的系统内，动能与重力势能互相转化时总的机械能保持不变。光滑曲面机械能守恒动能定理：功能关系：光滑曲面联立变形：【结论】只有重力做功的系统内，动能与重力势能互相转化时总的机械能保持不变。光滑曲面思考与讨论：在图中，如果物体从位置B沿光滑曲面上升到位置A,重力做负功。这种情况下上式的关系是否还成立？机械能守恒动能定理：功能关系：联立变形：【结论】只有弹力做功的系统内，动能与重力势能互相转化时总的机械能保持不变。机械能守恒1.内容：在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。2.表达式：三、机械能守恒定律机械能守恒3、守恒条件：

只有动能和势能的相互转化，而没有机械能与其它形式的能的转化。①只受重力或弹力，不受其它力。（1）从能量的观点看：（2）从做功观点看:②物体除重力（和弹簧弹力）以外还受到了其它力，

但其它力不做功系统内只有重力或弹簧弹力做功平抛运动单摆机械能守恒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多大？Tmgvlcosθ分析：在阻力可以忽略的情况下，小球摆动过程中受重力和细线的拉力。细线的拉力与小球的运动方向垂直，不做功，所以这个过程中只有重力做功，机械能守恒。小球在最高点只有重力势能，动能为0，计算小球在最高点和最低点重力势能的差值，根据机械能守恒定律就能得出它在最低点的动能，从而算出它在最低点的速度。机械能守恒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多大？Tmgvlcosθ机械能守恒(2)对研究对象进行受力分析，弄清各力在研究过程中的做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件。(3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程中的初始状态和末状态的机械能(包括动能和势能)。(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)选取研究对象(物体或系统)及研究的过程。课堂总结PART4机械能守恒本课小结一、动能与势能的相互转化机械能=动能+势能重力势能、弹性势能与动能之间可以相互转化，我们把它们统称为机械能。二、机械能守恒定律在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。E机2＝E机1表达式：重力势能弹性势能典例分析PART5典例分析1.伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：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同它开始点相同高度的点，不会更高一点，也不会更低一点。这说明小球在运动过程中有一个“东西”是不变的，这个“东西”应是（）A.弹力

B.势能

C.速度

D.能量解析：在伽利略的斜面实验中，小球从一个斜面滚到另一个斜面，势能先减小后增大，速度先增大后减小，不变的“东西”应是能量，包括动能和势能。D典例分析2.奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示，下列说法不正确的是（）A.加速助跑过程中，运动员的动能增加B.起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加C.起跳上升过程中，运动员的重力势能增加D.越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少动能增加【解析】A对：加速助跑过程中速度增大，动能增加。B错：撑杆从开始形变到撑杆恢复形变时，先是运动员部分动能转化为杆的弹性势能，后弹性势能转化为运动员的动能与重力势能，杆的弹性势能不是一直增加。C对：起跳上升过程中，运动员的高度在不断增加，所以运动员的重力势能增加。D对：当运动员越过横杆下落的过程中，他的高度降低、速度增大，重力势能转化