高中物理第七章機械能守恒定律2課件新人教版必修

7.8機械能守恒定律7.8機械能守恒定律1【知識與技能】1．知道什么是機械能，知道物體動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化2．會正確推導(dǎo)物體在光滑曲面上運動過程中的機械能守恒，理解機械能守恒定律的內(nèi)容，知道它的含義和適用條件3．在具體問題中，能判定機械能是否守恒，并能列出機械能守恒的方程式和各種變式?！具^程與方法】學(xué)會在具體的問題中判定物體的機械能是否守恒．2．初步學(xué)會從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點來解釋物理現(xiàn)象，分析問題．3．應(yīng)用機械能守恒定律解決具體問題．【情感、態(tài)度與價值觀】通過能量守恒的教學(xué)，使學(xué)生樹立科學(xué)觀點，理解和運用自然規(guī)律，并用來解決實際問題．教學(xué)目標【知識與技能】教學(xué)目標2

知識回顧：1.動能定理：合力所做的總功等于物體動能的變化。2.重力做功與重力勢能變化的關(guān)系：重力做的功等于物體重力勢能增量的負值（減少量）。3.彈簧彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系：彈簧彈力做的功等于物體彈性勢能增量的負值。4.本章我們學(xué)習(xí)了那幾種能量？如何表示？知識回顧：1.動能定理：合力所做的總功等于物體動能的變化31.定義：物體由于做機械運動而具有的能叫做機械能。用符號E表示，它是物體動能和勢能的統(tǒng)稱。2.表達式：E=Ek+Ep,單位：焦耳。3.機械能是標量。4.機械能具有相對性：一般以地面為參考面和參考系。參考面（零勢能面）選擇不同，勢能的值不同，則機械能數(shù)值也不同。正負表示大小。5.系統(tǒng)性：是地球和物體所共有的。一

機械能動能和勢能之間如何轉(zhuǎn)換？如：物體質(zhì)量m=2kg在距地面20m高處，以10m/s的水平速度飛行，求它的總機械能為多少？500J1.定義：物體由于做機械運動而具有的能叫做機械能。用符號E表41、動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化2、動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化通過重力或彈簧彈力做功，機械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式。原因：重力做功原因：彈簧彈力做功1、動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化原因：重力做功原因：彈簧彈力5觀察視頻動能和勢能之間如何轉(zhuǎn)換？觀察視頻動能和勢能之間如何轉(zhuǎn)換？6OO二

動能和重力勢能間的轉(zhuǎn)換ABEk2+EP2＝Ek1+EP1E2＝E1E1＝Ek1+EP1E2＝Ek2+EP2BAGFN假如物體還受其它力作用,式子是否依然成立?根據(jù)動能定理，有重力做功在數(shù)值上等于物體重力勢能的減少量。由以上兩式可以得到v1v2h1h1OO二

動能和重力勢能間的轉(zhuǎn)換ABEk2+EP2＝Ek1+E7思考Ek2+EP2≠Ek1+EP1即E1≠E2BAOF阻GFN在什么情況下機械能守恒？根據(jù)動能定理，有由以上兩式可以得到思考Ek2+EP2≠Ek1+EP1即E1≠E2BAOF阻GF8結(jié)論在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變結(jié)論在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的動能和重力勢能可以相互9三

動能和彈性勢能間的轉(zhuǎn)換彈簧的彈性勢能與小球的動能相互轉(zhuǎn)換在只有彈簧彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變?nèi)?/p>

動能和彈性勢能間的轉(zhuǎn)換彈簧的彈性勢能與小球的動能相互轉(zhuǎn)換10四

機械能守恒定律1、內(nèi)容：在只有重力或彈簧彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變。2、守恒條件:只有重力做功或彈簧彈力做功(物體可還受其他力，但其他外力或內(nèi)力不做功或做功為零）3、表達式：①E1=E2

EK1＋EP1=EK2＋EP2（多用于兩個及以上物體系統(tǒng)）是否表示只受重力或彈簧彈力？②ΔEk增(減）=ΔEp減（增）③ΔEA減=ΔEB增四

機械能守恒定律1、內(nèi)容：在只有重力或彈簧彈力做功的物體系11說一說下列實例中哪些情況機械能是守恒的用繩拉著一個物體沿著光滑的斜面勻速上升。跳傘員利用降落傘在空中勻速下落。拋出的籃球在空中運動（不計阻力）。光滑水平面上運動的小球，把彈簧壓縮后又被彈回來。v說一說下列實例中哪些情況機械能是守恒的用繩拉著一個物體沿著光126、小球沿高為h=5m的光滑斜面由靜止開始下滑，求小球到達斜面底端時的速率。例與練GN支持力N不做功，只有重力G做功，小球機械能守恒。以斜面底面為參考平面。6、小球沿高為h=5m的光滑斜面由靜止開始下滑，求小球到達斜13小球沿高為h=5m的光滑斜面由靜止開始下滑，求小球到達斜面底端時的速率。例與練GN用牛頓運動定律解題：請比較用機械能守恒定律和用牛頓運動定律解題的異同。小球沿高為h=5m的光滑斜面由靜止開始下滑，求小球到達斜面底14小球沿高為h=5m的光滑斜面由靜止開始下滑，求小球到達斜面底端時的速率。例與練GN用動能定理解題：請比較用機械能守恒定律和用動能定理解題的異同。小球沿高為h=5m的光滑斜面由靜止開始下滑，求小球到達斜面底15（1）審題，理解題意，發(fā)現(xiàn)臨界條件，確定研究對象（系統(tǒng)）應(yīng)用機械能守恒定律解題的一般步驟：（2）分析物體的受力，畫出受力圖，明確各力做功的情況，判斷是否符合機械能守恒的條件；（3）分析物體的運動，畫出過程示意圖；恰當?shù)剡x取參考平面，確定物體初、末狀態(tài)的機械能（勢能和動能）及其增減情況；（4）選擇機械能守恒定律的不同表達式列方程求解。4.應(yīng)用機械能守恒定律解題思路（1）審題，理解題意，發(fā)現(xiàn)臨界條件，確定研究對象（系統(tǒng)）應(yīng)用167、把一個小球用細繩懸掛起來，就成為一個擺。擺長為L，最大偏角為θ。小球運動到最底位置時的速度是多大？例與練GF拉力F不做功，只有重力G做功，小球機械能守恒。以最低點為參考平面。7、把一個小球用細繩懸掛起來，就成為一個擺。擺長為L，最大偏178、從20米高的塔上以10m/s的初速度水平拋出一個質(zhì)量為1Kg的鐵球，鐵球下落過程中在離地5m高處時的速度是多大？（不考慮空氣阻力）

例與練以地面為參考平面。8、從20米高的塔上以10m/s的初速度水平拋出一個質(zhì)量為11830.如圖所示，輕桿OA長2L，其一端連在光滑軸O上，可繞O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，其另一端A和中點B各固定一個質(zhì)量相同的小重球。先使桿靜止于水平方向，然后輕輕釋放，當輕桿OA擺至軸O下方的豎直位置時，重球A的速度為多少？桿對A球有無做功，若做功則為多少？(空氣阻力不計)OBA30.如圖所示，輕桿OA長2L，其一端連在光滑軸O上，可繞19例：下列關(guān)于物體機械能守恒的說法中，正確的是A.做勻速直線運動的物體機械能一定守恒B.合外力對物體不做功，物體的機械能一定守恒C.物體只發(fā)生動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化時，物體的機械能守恒D.運動的物體，若受合外力為零，則其機械能一定守恒E.做勻變速運動的物體的機械能不可能守恒點評：機械能是否守恒與物體的運動狀態(tài)無關(guān)C例：下列關(guān)于物體機械能守恒的說法中，正確的是點評：機械能是否20例：一物體沿高度為h的光滑斜面下滑到斜面底端的速度為多大？使用機械能守恒定律的優(yōu)點：只要滿足守恒的條件，就可利用某兩狀態(tài)的機械能相等，而不必考慮物體的整個運動過程。而牛頓運動定律必須要研究整個運動過程的具體特點。mgNva法二：由于運動過程中只有重力做功，所以機械能守恒選物體在最高點和底端的兩狀態(tài)若斜面為光滑曲面，則如何求解？例：一物體沿高度為h的光滑斜面下滑到斜面底端的速度為多大？使21應(yīng)用機械能守恒定律的解題步驟(1)確定研究的系統(tǒng)(2)對研究對象進行正確的受力分析和運動過程分析(3)判定各個力是否做功，并分析是否符合機械能守恒的條件(4)若滿足，則選取零勢能參考平面，并確定研究對象在始、末狀態(tài)時的機械能。(5)根據(jù)機械能守恒定律列出方程，或再輔之以其他方程，進行求解。應(yīng)用機械能守恒定律的解題步驟(1)確定研究的系統(tǒng)(2)對研究2226.傾斜軌道與半徑為R的圓形軌道相銜接，固定在水平面上，軌道平面在豎直平面內(nèi)如圖所示，一小球自軌道上的A點無初速釋放，小球運動過程中的一切阻力不計。⑴A點處高度至少為多少時，才能使小球在軌道上做完整的圓周運動⑵已知C點距水平面的高度h=2R，若小球從C點釋放那么小球在何處脫離軌道⑶小球從C點釋放那么小球運動過程中所能達到的最大高度是多少？ACR2.5R；sinθ＝2/3；50R/2726.傾斜軌道與半徑為R的圓形軌道相銜接，固定在水平面上，2327.如圖，粗細均勻，兩端開口的U形管內(nèi)裝有同種液體，開始時兩邊液面高度差為h，管中液柱總長度為4h，后來打開閥門讓液體自由流動，不計液體間的摩擦阻力.當兩液面高度相等時，左側(cè)液面下降的速度為()A解：ΔEk=-ΔEp27.如圖，粗細均勻，兩端開口的U形管內(nèi)裝有同種液體，開始時2428.如圖所示，一小球從傾角為30°的固定斜面上的A點水平拋出，初動能為6J，小球落到斜面上的B點，則小球落到B點時動能為多少？兩種方法14J28.如圖所示，一小球從傾角為30°的固定斜面上的A點水平拋25θ系統(tǒng)只有重力或彈簧彈力做功，其他力做功的代數(shù)和為零。理解：系統(tǒng)外力不做功，使系統(tǒng)與外界無能量交換；系統(tǒng)內(nèi)力做功的代數(shù)和為零，使系統(tǒng)的能量無耗損。mgN問題：如圖所示，質(zhì)量為M的斜面體放在光滑的水平地面上，質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為θ的斜面體上，斜面光滑，判斷M和m整個系統(tǒng)機械能是否守恒？N’WG＞0WN＜0WN’＞0WN＋WN’＝0所以，整個系統(tǒng)機械能守恒系統(tǒng)機械能守恒的條件：θ系統(tǒng)只有重力或彈簧彈力做功，其他力做功的代數(shù)和為零。理2629、一輛小車靜止在光滑的水平面上，小車立柱上固定一條長為L，拴有小球的細繩.小球由與懸點在同一水平面處釋放.如下圖所示，小球在擺動的過程中，不計阻力，則下列說法中正確的是()

A.小球的機械能守恒

B.小球的機械能不守恒

C.小球和小車的總機械能守恒

D.小球和小車的總機械能不守恒BC29、一輛小車靜止在光滑的水平面上，小車立柱上固定一條長為L2732.如圖，一子彈以水平速度射入木塊并留在其中，再與木塊一起共同擺到最大高度的過程中，下列說法正確的是A、子彈的機械能守恒。B、木塊的機械能守恒。C、子彈和木塊的總機械能守恒。D、以上說法都不對D1、子彈射中木塊的過程機械能不守恒2、整體從最低位置擺到最高位置的過程機械能守恒機械能條件:除重力做功或彈簧彈力做功外，內(nèi)力做功的代數(shù)和為零。32.如圖，一子彈以水平速度射入木塊并留在其中，再與木塊一起2831.如圖，長度相同的三