高中物理人教版必修二《第7章第8節(jié)》課件

第8節(jié)機械能守恒定律第8節(jié)機械能守恒定律第8節(jié)機械能守恒定律[學習目標]1．能夠分析動能和勢能之間的相互轉(zhuǎn)化問題。2．能夠推導機械能守恒定律。3．會根據(jù)機械能守恒的條件判斷機械能是否守恒。4．能運用機械能守恒定律解決有關(guān)問題，并領會運用機械能守恒定律解決問題的優(yōu)越性。第8節(jié)機械能守恒定律[學習目標]課前預習·落實基礎一、動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化1．動能與重力勢能間的轉(zhuǎn)化只有重力做功時，若重力做正功，則

轉(zhuǎn)化為

，若重力做負功，則

轉(zhuǎn)化為

，轉(zhuǎn)化過程中，動能與重力勢能之和

。重力勢能動能動能重力勢能保持不變課前預習·落實基礎一、動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化重力勢能動能動能重2．動能與彈性勢能間的轉(zhuǎn)化被壓縮的彈簧把物體彈出去，射箭時繃緊的弦把箭彈出去，這些過程都是彈力做

功，___________轉(zhuǎn)化為

。3．機械能

、

和

統(tǒng)稱為機械能，通過重力或彈力做功。機械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。正彈性勢能動能重力勢能彈性勢能動能2．動能與彈性勢能間的轉(zhuǎn)化正彈性勢能動能重力勢能彈性勢能動能?自主思考——判一判1．(1)通過重力做功，動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化。()(2)彈性勢能發(fā)生了改變，一定有彈力做功。()(3)運動的物體，機械能可能為負值。()√√√?自主思考——判一判√√√二、機械能守恒定律1．內(nèi)容在只有

或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能

。2．表達式

或E1＝E2。3．機械能守恒的條件除重力和彈力以外，其他力

。重力保持不變Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2不做功二、機械能守恒定律重力保持不變Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2?自主思考——判一判2．(1)除受重力、彈力外還受其他力，機械能一定不守恒。()(2)合力為零，物體的機械能一定守恒。()(3)合力做功為零，物體的機械能一定守恒。()(4)只有重力做功，物體的機械能一定守恒。()×××√?自主思考——判一判×××√1．對機械能守恒條件的理解(1)從能量轉(zhuǎn)化的角度看，系統(tǒng)內(nèi)只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，而沒有其他形式能量(如內(nèi)能)的轉(zhuǎn)化，并且系統(tǒng)與外界沒有任何能量轉(zhuǎn)化，則系統(tǒng)的機械能守恒。課堂互動·突破考點考點一機械能守恒的判斷1．對機械能守恒條件的理解課堂互動·突破考點考點一機械能守(2)從做功的角度看，只有重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功，具體表現(xiàn)如下：①只受重力作用，例如所有做拋體運動的物體機械能守恒。②系統(tǒng)內(nèi)只有重力和彈力作用，如圖7－8－1甲、乙、丙所示。圖7－8－1(2)從做功的角度看，只有重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功，具體表現(xiàn)如圖甲中，小球在擺動過程中線的拉力不做功，如不計空氣阻力則只有重力做功，小球的機械能守恒。圖乙中，各接觸面光滑，A自B上端自由下滑的過程中，只有重力和A、B間的彈力做功，A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒。但對A來說，B對A的彈力做負功，這個力對A來說是外力，A的機械能不守恒。圖丙中，不計空氣阻力，球在下落過程中，只有重力和彈力做功，球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒。但對球來說，機械能不守恒，這一點需要特別注意。圖甲中，小球在擺動過程中線的拉力不做功，如不計空氣阻力則只有2．判斷機械能守恒的方法(1)做功分析法(常用于單個物體)2．判斷機械能守恒的方法(2)能量分析法(常用于多個物體組成的系統(tǒng))(2)能量分析法(常用于多個物體組成的系統(tǒng))1．如圖7－8－2所示四個選項中，木塊均在固定的斜面上運動，其中圖A、B、C中的斜面是光滑的，圖D中的斜面是粗糙的，圖A、B中的F為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所示，圖A、B、D中的木塊向下運動，圖C中的木塊向上運動。在這四個圖所示的運動過程中機械能守恒的是[題組通關(guān)]1．如圖7－8－2所示四個選項中，木塊均在固定的斜面上運動，圖7－8－2

圖7－8－2解析機械能守恒的條件是只有重力做功，在A、B圖中木塊受三個力作用，即重力、支持力和推力F，因有外力F做功，故不符合條件；D中因有摩擦力做功，故也不符合條件，因此只有C圖符合守恒條件。答案

C解析機械能守恒的條件是只有重力做功，在A、B圖中木塊受三個2．(多選)在下列幾個實例中，機械能守恒的是A．在平衡力作用下運動的物體B．在光滑水平面上被細線拴住做勻速圓周運動的小球C．在粗糙斜面上下滑的物體，下滑過程中受到沿斜面向下的拉力，拉力大小等于滑動摩擦力D．如圖7－8－3所示，在光滑水平面上壓縮彈簧過程中的小球2．(多選)在下列幾個實例中，機械能守恒的是圖7－8－3圖7－8－3解析選項B小球動能不變，選項C相當于只有重力做功，故選項B、C機械能守恒，選項B、C正確；選項A和D可能有外力做功，選項A、D錯誤。答案

BC解析選項B小球動能不變，選項C相當于只有重力做功，故選項B3．(多選)如圖7－8－4所示，下列關(guān)于機械能是否守恒的判斷正確的是圖7－8－43．(多選)如圖7－8－4所示，下列關(guān)于機械能是否守恒的判斷A．甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，A機械能守恒B．乙圖中，在大小等于摩擦力的拉力下沿斜面下滑時，物體B機械能守恒C．丙圖中，不計任何阻力時A加速下落，B加速上升過程中，A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒D．丁圖中，小球沿水平面做勻速圓錐擺運動時，小球的機械能守恒A．甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，A機械能守恒解析甲圖中重力和彈力做功，物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，但物體A機械能不守恒，A錯；乙圖中物體B除受重力外，還受彈力、拉力、摩擦力，但除重力之外的三個力做功代數(shù)和為零，機械能守恒，B對；丙圖中繩子張力對A做負功，對B做正功，代數(shù)和為零，A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒，C對；丁圖中動能不變，勢能不變，機械能守恒，D對。答案

BCD解析甲圖中重力和彈力做功，物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒[名師點撥]判斷機械能是否守恒應注意的三個問題1．合外力為零是物體處于平衡狀態(tài)的條件。物體受到的合外力為零時，它一定處于勻速運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，但它的機械能不一定守恒。[名師點撥]2．合外力做功為零是物體動能守恒的條件。合外力對物體不做功，它的動能一定不變，但它的機械能不一定守恒。3．只有重力做功或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功是機械能守恒的條件。只有重力對物體做功時，物體的機械能一定守恒；只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功時，系統(tǒng)的機械能一定守恒。2．合外力做功為零是物體動能守恒的條件。合外力對物體不做功，1．對幾種表達式的理解(1)Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2。這里應注意等式不是指某兩個特別的狀態(tài)，而是過程中的每一狀態(tài)機械能的總量都是守恒的，但我們解題時往往選擇與題目所述條件或所求結(jié)果相關(guān)的狀態(tài)建立方程式。另外表達式中Ep是相對的，建立方程時必須選擇合適的參考平面，且每一狀態(tài)的Ep都應是對同一參考平面而言的?？键c二機械能守恒定律的應用1．對幾種表達式的理解考點二機械能守恒定律的應用(2)ΔEk＝－ΔEp，系統(tǒng)動能的增加量等于系統(tǒng)重力勢能的減少量，可以不選擇參考平面。(3)ΔEA＝－ΔEB，將系統(tǒng)分為A、B兩部分，A部分機械能的增加量等于另一部分B的機械能的減少量，可以不選擇參考平面。(2)ΔEk＝－ΔEp，系統(tǒng)動能的增加量等于系統(tǒng)重力勢能的減2．機械能守恒定律和動能定理的比較2．機械能守恒定律和動能定理的比較命題角度1單物體、多過程運動中的機械能守恒

[例1]命題角度1單物體、多過程運動中的機械能守恒[例1]圖7－8－5

圖7－8－5高中物理人教版必修二《第7章第8節(jié)》課件[答案]

(1)4m/s

(2)10m/s[答案](1)4m/s(2)10m/s[規(guī)律總結(jié)]應用機械能守恒定律解題步驟1．選取研究對象(物體或系統(tǒng))。2．明確研究對象的運動過程，分析研究對象在運動過程中的受力情況，弄清各力的做功情況，判斷機械能是否守恒。3．選取恰當?shù)膮⒖计矫?，確定研究對象的初末狀態(tài)的機械能。4．選取恰當?shù)谋磉_式，列方程求解。[規(guī)律總結(jié)]命題角度2物體系統(tǒng)機械能守恒[例2]命題角度2物體系統(tǒng)機械能守恒[例2]高中物理人教版必修二《第7章第8節(jié)》課件高中物理人教版必修二《第7章第8節(jié)》課件高中物理人教版必修二《第7章第8節(jié)》課件高中物理人教版必修二《第7章第8節(jié)》課件高中物理人教版必修二《第7章第8節(jié)》課件[規(guī)律總結(jié)]機械能守恒定律表達式的靈活選取1．以單個物體為研究對象，可應用表達式ΔEk＝－ΔEp或E初＝E末列式求解。2．以兩個物體組成的系統(tǒng)為研究對象，若一個物體的動能、重力勢能都在減小，另一個物體的動能、重力勢能都在增加，可優(yōu)先考慮應用表達式ΔEA＝－ΔEB列式求解；若兩個物體的重力勢能都在減小(或增加)，動能都在增加(或減小)，可優(yōu)先考慮應用表達式ΔEk＝－ΔEp列式求解。[規(guī)律總結(jié)]◎變式訓練◎變式訓練高中物理人教版必修二《第7章第8節(jié)》課件高中物理人教版必修二《第7章第8節(jié)》課件答案

B答案B2．如圖7－8－8所示，一不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑的定滑輪，繩兩端各系一小球a和b。a球質(zhì)量為m，靜止于地面；b球質(zhì)量為3m，用手托住，高度為h，此時輕繩剛好拉緊。從靜止開始釋放b，則當b剛落地時a的速度為2．如圖7－8－8所示，一不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑的定滑輪高中物理人教版必修二《第7章第8節(jié)》課件答案

A答案A［課下作業(yè)·能力提升］［課下作業(yè)·能力提升］第8節(jié)機械能守恒定律第8節(jié)機械能守恒定律第8節(jié)機械能守恒定律[學習目標]1．能夠分析動能和勢能之間的相互轉(zhuǎn)化問題。2．能夠推導機械能守恒定律。3．會根據(jù)機械能守恒的條件判斷機械能是否守恒。4．能運用機械能守恒定律解決有關(guān)問題，并領會運用機械能守恒定律解決問題的優(yōu)越性。第8節(jié)機械能守恒定律[學習目標]課前預習·落實基礎一、動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化1．動能與重力勢能間的轉(zhuǎn)化只有重力做功時，若重力做正功，則

轉(zhuǎn)化為

，若重力做負功，則

轉(zhuǎn)化為

，轉(zhuǎn)化過程中，動能與重力勢能之和

。重力勢能動能動能重力勢能保持不變課前預習·落實基礎一、動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化重力勢能動能動能重2．動能與彈性勢能間的轉(zhuǎn)化被壓縮的彈簧把物體彈出去，射箭時繃緊的弦把箭彈出去，這些過程都是彈力做

功，___________轉(zhuǎn)化為

。3．機械能

、

和

統(tǒng)稱為機械能，通過重力或彈力做功。機械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。正彈性勢能動能重力勢能彈性勢能動能2．動能與彈性勢能間的轉(zhuǎn)化正彈性勢能動能重力勢能彈性勢能動能?自主思考——判一判1．(1)通過重力做功，動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化。()(2)彈性勢能發(fā)生了改變，一定有彈力做功。()(3)運動的物體，機械能可能為負值。()√√√?自主思考——判一判√√√二、機械能守恒定律1．內(nèi)容在只有

或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能

。2．表達式

或E1＝E2。3．機械能守恒的條件除重力和彈力以外，其他力

。重力保持不變Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2不做功二、機械能守恒定律重力保持不變Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2?自主思考——判一判2．(1)除受重力、彈力外還受其他力，機械能一定不守恒。()(2)合力為零，物體的機械能一定守恒。()(3)合力做功為零，物體的機械能一定守恒。()(4)只有重力做功，物體的機械能一定守恒。()×××√?自主思考——判一判×××√1．對機械能守恒條件的理解(1)從能量轉(zhuǎn)化的角度看，系統(tǒng)內(nèi)只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，而沒有其他形式能量(如內(nèi)能)的轉(zhuǎn)化，并且系統(tǒng)與外界沒有任何能量轉(zhuǎn)化，則系統(tǒng)的機械能守恒。課堂互動·突破考點考點一機械能守恒的判斷1．對機械能守恒條件的理解課堂互動·突破考點考點一機械能守(2)從做功的角度看，只有重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功，具體表現(xiàn)如下：①只受重力作用，例如所有做拋體運動的物體機械能守恒。②系統(tǒng)內(nèi)只有重力和彈力作用，如圖7－8－1甲、乙、丙所示。圖7－8－1(2)從做功的角度看，只有重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功，具體表現(xiàn)如圖甲中，小球在擺動過程中線的拉力不做功，如不計空氣阻力則只有重力做功，小球的機械能守恒。圖乙中，各接觸面光滑，A自B上端自由下滑的過程中，只有重力和A、B間的彈力做功，A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒。但對A來說，B對A的彈力做負功，這個力對A來說是外力，A的機械能不守恒。圖丙中，不計空氣阻力，球在下落過程中，只有重力和彈力做功，球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒。但對球來說，機械能不守恒，這一點需要特別注意。圖甲中，小球在擺動過程中線的拉力不做功，如不計空氣阻力則只有2．判斷機械能守恒的方法(1)做功分析法(常用于單個物體)2．判斷機械能守恒的方法(2)能量分析法(常用于多個物體組成的系統(tǒng))(2)能量分析法(常用于多個物體組成的系統(tǒng))1．如圖7－8－2所示四個選項中，木塊均在固定的斜面上運動，其中圖A、B、C中的斜面是光滑的，圖D中的斜面是粗糙的，圖A、B中的F為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所示，圖A、B、D中的木塊向下運動，圖C中的木塊向上運動。在這四個圖所示的運動過程中機械能守恒的是[題組通關(guān)]1．如圖7－8－2所示四個選項中，木塊均在固定的斜面上運動，圖7－8－2

圖7－8－2解析機械能守恒的條件是只有重力做功，在A、B圖中木塊受三個力作用，即重力、支持力和推力F，因有外力F做功，故不符合條件；D中因有摩擦力做功，故也不符合條件，因此只有C圖符合守恒條件。答案

C解析機械能守恒的條件是只有重力做功，在A、B圖中木塊受三個2．(多選)在下列幾個實例中，機械能守恒的是A．在平衡力作用下運動的物體B．在光滑水平面上被細線拴住做勻速圓周運動的小球C．在粗糙斜面上下滑的物體，下滑過程中受到沿斜面向下的拉力，拉力大小等于滑動摩擦力D．如圖7－8－3所示，在光滑水平面上壓縮彈簧過程中的小球2．(多選)在下列幾個實例中，機械能守恒的是圖7－8－3圖7－8－3解析選項B小球動能不變，選項C相當于只有重力做功，故選項B、C機械能守恒，選項B、C正確；選項A和D可能有外力做功，選項A、D錯誤。答案

BC解析選項B小球動能不變，選項C相當于只有重力做功，故選項B3．(多選)如圖7－8－4所示，下列關(guān)于機械能是否守恒的判斷正確的是圖7－8－43．(多選)如圖7－8－4所示，下列關(guān)于機械能是否守恒的判斷A．甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，A機械能守恒B．乙圖中，在大小等于摩擦力的拉力下沿斜面下滑時，物體B機械能守恒C．丙圖中，不計任何阻力時A加速下落，B加速上升過程中，A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒D．丁圖中，小球沿水平面做勻速圓錐擺運動時，小球的機械能守恒A．甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，A機械能守恒解析甲圖中重力和彈力做功，物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，但物體A機械能不守恒，A錯；乙圖中物體B除受重力外，還受彈力、拉力、摩擦力，但除重力之外的三個力做功代數(shù)和為零，機械能守恒，B對；丙圖中繩子張力對A做負功，對B做正功，代數(shù)和為零，A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒，C對；丁圖中動能不變，勢能不變，機械能守恒，D對。答案

BCD解析甲圖中重力和彈力做功，物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒[名師點撥]判斷機械能是否守恒應注意的三個問題1．合外力為零是物體處于平衡狀態(tài)的條件。物體受到的合外力為零時，它一定處于勻速運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，但它的機械能不一定守恒。[名師點撥]2．合外力做功為零是物體動能守恒的條件。合外力對物體不做功，它的動能一定不變，但它的機械能不一定守恒。3．只有重力做功或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功是機械能守恒的條件。只有重力對物體做功時，物體的機械能一定守恒；只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功時，系統(tǒng)的機械能一定守恒。2．合外力做功為零是物體動能守恒的條件。合外力對物體不做功，1．對幾種表達式的理解(1)Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2。這里應注意等式不是指某兩個特別的狀態(tài)，而是過程中的每一狀態(tài)機械能的總量都是守恒的，但我們解題時往往選擇與題目所述條件或所求結(jié)果相關(guān)的狀態(tài)建立方程式。另外表達式中Ep是相對的，建立方程時必須選擇合適的參考平面，且每一狀態(tài)的Ep都應是對同一參考平面而言的?？键c二機械能守恒定律的應用1．對幾種表達式的理解考點二機械能守恒定律的應用(2)ΔEk＝－ΔEp，系統(tǒng)動能的增加量等于系統(tǒng)重力勢能的減少量，可以不選擇參考平面。(3)ΔEA＝－ΔEB，將系統(tǒng)分為A、B兩部分，A部分機械能的增加量等于另一部分B的機械能的減少量，可以不選擇參考平面。(2)ΔEk＝－ΔEp，系統(tǒng)動能的增加量等于系統(tǒng)重力勢能的減2．機械能守恒定律和動能定理的比較2．機械能守恒定律和動能定理的比較命題角度1單物體、多過程運動中的機械能守恒

[例1]命題角度1