【课件】机械能守恒定律+课件-高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第八章机械能守恒定律8.4机械能守恒定律试一试碰鼻实验：把悬挂的小球拉至鼻尖由静止释放，实验者立于原地不动，小球来回摆动，小球能否碰到鼻子？为什么？重力势能动能

重力做功结论：h‘＝h，且与角度的大小无关。ABhh'αβ在光滑A斜面上：

a＝gsinαx＝v2/2ah＝xsinα＝v2/2g

a'＝－gsinβx'＝（0－v2）/2a'h'

＝x'sinβ

=v2/2g在光滑B斜面上：追寻守恒量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）伽利略斜面实验这一事实说明小球在运动过程中“某个量是守恒的”。我们把这个量称为能量。1.重力势能与动能相互转化ACBA-B：物体高度降低，重力做正功，重力势能减小；物体速度增加，动能增加；则：物体重力势能转化成了动能。动能与势能的相互转化B-C：物体高度增高，重力做负功，重力势能增大；物体速度减小，动能减少；则：物体的动能转化成了重力势能。结论:物体的动能和重力势能可以相互转化。小球接触弹簧到速度为零，弹力做负功，弹簧的弹性势能增加，物体速度减小，动能减少。动能转化成了弹性势能。v=5m/sv=02.弹性势能与动能相互转化动能与势能的相互转化压缩的弹簧弹簧恢复原来形状被压缩的弹簧具有弹性势能，弹簧由压缩状态到恢复原长，弹力做正功，弹簧弹性势能减少，物体速度增加，动能增加。弹性势能转化成了动能。结论:物体的动能和弹性势能可以相互转化。机械能1.定义：上面提到的动能、重力势能和弹性势能三者都是机械运动中的能量形式，统称为机械能。2.表达式：E=Ek+Ep3.对机械能的几点理解①机械能是一个状态量。描述的是某一位置或某一时刻的机械能。②机械能是一个相对量。其大小与参考系、零势能面的选取有关，但机械能的变化量与参考系的选取无关。③机械能是标量，只有大小，可正可负表示大小，没有方向。情况一：一个物体沿着光滑的曲面滑下，在A点时动能为Ek1，重力势能为Ep1

；在B点时动能为Ek2，重力势能为Ep2

。试判断物体在A点的机械能E1和在B点的机械能E2的关系。结论：系统只有重力做功时，只发生动能和重力势能的相互转化，总的机械能守恒机械能守恒定律选地面为参考平面机械能守恒定律情况二：如图，小球在光滑地面上运动，在A点时动能为Ek1，弹性势能为Ep1

；在B点时动能为Ek2，弹性势能为Ep2

。试判断物体在A点的机械能E1和在B点的机械能E2的关系。Ek2Ep2Ek1Ep1AB结论：系统只有弹力做功时，只发生动能和弹性势能的相互转化，总的机械能守恒如果物体沿粗糙面下滑呢？结论：系统除重力或弹力外有其他力做功，机械能改变。思考如果地面粗糙呢？1.内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。1.动能增加，势能一定减小，且动能增加量等于势能减小量。2.动能减小，势能一定增加，且动能减小量等于势能增加量。2.机械能守恒条件：注意:①F合=0≠机械能守恒②W总=0≠机械能守恒③其他力不做功≠F合=0④只有弹力或重力做功≠只受重力或弹力机械能守恒定律（1）物体只受重力或弹簧弹力，不受其他力（2）物体除受重力或弹簧弹力外，还受其他力，但其他力不做功（3）除受重力、弹力外，还受其他力，其他力做功，但做功代数和为零v1（1）EK2+EP2=EK1+EP1

即E2=E14.表达式：（任意时刻，任意状态，机械能不变）守恒观点（必须先选零势能面）转化观点转移观点（2）ΔEk=-ΔEp或ΔEk增＝ΔEp减（3）ΔEA=-ΔEB或

ΔEA增＝ΔEB减意义：初末状态机械能相等意义：系统势能的减小量（增加量）等于动能的增加量（减小量）意义：系统只有A、B两物体（部分）时，A增加（减少）的机械能等于B减少（增加）的机械能。（4）ΔE=0

意义：系统机械能变化量为03.适用对象：单个质点、多个物体组成的系统机械能守恒定律机械能守恒定律5.守恒的判断方法(1)用做功来分析：分析物体或物体系统的受力情况(包括内力和外力)，明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重力或弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则物体或物体系统的机械能守恒。(2)用能量转化来分析：若物体系统中只有动能和势能的相互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转化成其他形式的能(如内能)，则系统的机械能守恒．

(3)用增减情况分析（动能与势能一定一增一减）:若物体系统的动能与势能均增加，则系统机械能不守恒；若系统的动能不变，而势能发生了变化，或系统的势能不变，而动能发生了变化，则系统机械能不守恒。判断下列物体的机械能是否守恒？将小球斜抛出去后(不计空气阻力）G√√×B未固定，不计一切摩擦，A沿斜面自由下滑的过程AB对A或对B：对AB整个系统：√O不计空气阻力小球弹簧拉着小球绕O点在竖直面内的运动×对小球：对弹簧与小球整个系统：√AB不计一切摩擦，绳不可伸长，不计绳子和滑轮重力，A向上B向下运动×对A或对B：对AB整个系统：练一练(1)重力做正功的过程中，重力势能一定减少，动能一定增加。(

)(2)机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用。(

)(3)合力做功为零，物体的机械能一定保持不变。(

)(4)物体的机械能守恒时，则物体一定做匀速直线运动。(

)(5)物体的速度增大时，其机械能可能减小。(

)××××√练一练练一练1.物体质量m=2kg在距地面10m高处，以10m/s的水平速度飞行，求它的总机械能为多少？300J2.（多选）如图所示，木块与水平桌面间的接触面是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短，则从子弹开始射木块到弹簧压缩至最短的整个过程中(

)A．子弹与木块组成的系统机械能守恒B．子弹与木块组成的系统机械能不守恒C．子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒D．子弹、木块和弹簧组成的系统机械能不守恒BD1.选取研究对象（物体或系统）和研究过程并受力分析；应用机械能守恒定律解题的一般步骤:2.判定各个力是否做功，判断机械能是否守恒（是否只有重力或弹簧弹力做功）；3.确定研究对象初、末状态的机械能(恰当选取参考平面)；4.根据机械能守恒定律列方程求解。机械能守恒定律…对比项目机械能守恒定律动能定理限制条件只有重力或弹力做功，需要确定零势能面不需要选参考面，一般不考虑适用条件表达式E2=E1ΔEk=-ΔEpΔEA=-ΔEBW=ΔEk研究对象物体或物体系统物体或物体系统物理意义重力或弹力做功过程是动能与势能的互相转化合外力做功是动能变化的量度相同点只需考虑初、末状态，不用考虑中间过程，都是标量式子1.能用机械能守恒定律的，都能用动能定理；能用动能定理的，不一定能用机械能守恒定律，因为有的不符合守恒条件。2.机械能守恒定律只涉及能量，不涉及功，功隐含于能量的转化中；动能定