高中物理人教版必修二《第7章第8节》课件

第8节机械能守恒定律第8节机械能守恒定律第8节机械能守恒定律[学习目标]1．能够分析动能和势能之间的相互转化问题。2．能够推导机械能守恒定律。3．会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒。4．能运用机械能守恒定律解决有关问题，并领会运用机械能守恒定律解决问题的优越性。第8节机械能守恒定律[学习目标]课前预习·落实基础一、动能与势能的相互转化1．动能与重力势能间的转化只有重力做功时，若重力做正功，则

转化为

，若重力做负功，则

转化为

，转化过程中，动能与重力势能之和

。重力势能动能动能重力势能保持不变课前预习·落实基础一、动能与势能的相互转化重力势能动能动能重2．动能与弹性势能间的转化被压缩的弹簧把物体弹出去，射箭时绷紧的弦把箭弹出去，这些过程都是弹力做

功，___________转化为

。3．机械能

、

和

统称为机械能，通过重力或弹力做功。机械能可以从一种形式转化为另一种形式。正弹性势能动能重力势能弹性势能动能2．动能与弹性势能间的转化正弹性势能动能重力势能弹性势能动能►自主思考——判一判1．(1)通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化。()(2)弹性势能发生了改变，一定有弹力做功。()(3)运动的物体，机械能可能为负值。()√√√►自主思考——判一判√√√二、机械能守恒定律1．内容在只有

或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

。2．表达式

或E1＝E2。3．机械能守恒的条件除重力和弹力以外，其他力

。重力保持不变Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2不做功二、机械能守恒定律重力保持不变Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2►自主思考——判一判2．(1)除受重力、弹力外还受其他力，机械能一定不守恒。()(2)合力为零，物体的机械能一定守恒。()(3)合力做功为零，物体的机械能一定守恒。()(4)只有重力做功，物体的机械能一定守恒。()×××√►自主思考——判一判×××√1．对机械能守恒条件的理解(1)从能量转化的角度看，系统内只有动能和势能相互转化，而没有其他形式能量(如内能)的转化，并且系统与外界没有任何能量转化，则系统的机械能守恒。课堂互动·突破考点考点一机械能守恒的判断1．对机械能守恒条件的理解课堂互动·突破考点考点一机械能守(2)从做功的角度看，只有重力和系统内的弹力做功，具体表现如下：①只受重力作用，例如所有做抛体运动的物体机械能守恒。②系统内只有重力和弹力作用，如图7－8－1甲、乙、丙所示。图7－8－1(2)从做功的角度看，只有重力和系统内的弹力做功，具体表现如图甲中，小球在摆动过程中线的拉力不做功，如不计空气阻力则只有重力做功，小球的机械能守恒。图乙中，各接触面光滑，A自B上端自由下滑的过程中，只有重力和A、B间的弹力做功，A、B组成的系统机械能守恒。但对A来说，B对A的弹力做负功，这个力对A来说是外力，A的机械能不守恒。图丙中，不计空气阻力，球在下落过程中，只有重力和弹力做功，球与弹簧组成的系统机械能守恒。但对球来说，机械能不守恒，这一点需要特别注意。图甲中，小球在摆动过程中线的拉力不做功，如不计空气阻力则只有2．判断机械能守恒的方法(1)做功分析法(常用于单个物体)2．判断机械能守恒的方法(2)能量分析法(常用于多个物体组成的系统)(2)能量分析法(常用于多个物体组成的系统)1．如图7－8－2所示四个选项中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动。在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是[题组通关]1．如图7－8－2所示四个选项中，木块均在固定的斜面上运动，图7－8－2

图7－8－2解析机械能守恒的条件是只有重力做功，在A、B图中木块受三个力作用，即重力、支持力和推力F，因有外力F做功，故不符合条件；D中因有摩擦力做功，故也不符合条件，因此只有C图符合守恒条件。答案

C解析机械能守恒的条件是只有重力做功，在A、B图中木块受三个2．(多选)在下列几个实例中，机械能守恒的是A．在平衡力作用下运动的物体B．在光滑水平面上被细线拴住做匀速圆周运动的小球C．在粗糙斜面上下滑的物体，下滑过程中受到沿斜面向下的拉力，拉力大小等于滑动摩擦力D．如图7－8－3所示，在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球2．(多选)在下列几个实例中，机械能守恒的是图7－8－3图7－8－3解析选项B小球动能不变，选项C相当于只有重力做功，故选项B、C机械能守恒，选项B、C正确；选项A和D可能有外力做功，选项A、D错误。答案

BC解析选项B小球动能不变，选项C相当于只有重力做功，故选项B3．(多选)如图7－8－4所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是图7－8－43．(多选)如图7－8－4所示，下列关于机械能是否守恒的判断A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒B．乙图中，在大小等于摩擦力的拉力下沿斜面下滑时，物体B机械能守恒C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成的系统机械能守恒D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒解析甲图中重力和弹力做功，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒，但物体A机械能不守恒，A错；乙图中物体B除受重力外，还受弹力、拉力、摩擦力，但除重力之外的三个力做功代数和为零，机械能守恒，B对；丙图中绳子张力对A做负功，对B做正功，代数和为零，A、B组成的系统机械能守恒，C对；丁图中动能不变，势能不变，机械能守恒，D对。答案

BCD解析甲图中重力和弹力做功，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒[名师点拨]判断机械能是否守恒应注意的三个问题1．合外力为零是物体处于平衡状态的条件。物体受到的合外力为零时，它一定处于匀速运动状态或静止状态，但它的机械能不一定守恒。[名师点拨]2．合外力做功为零是物体动能守恒的条件。合外力对物体不做功，它的动能一定不变，但它的机械能不一定守恒。3．只有重力做功或系统内弹力做功是机械能守恒的条件。只有重力对物体做功时，物体的机械能一定守恒；只有重力或系统内弹力做功时，系统的机械能一定守恒。2．合外力做功为零是物体动能守恒的条件。合外力对物体不做功，1．对几种表达式的理解(1)Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2。这里应注意等式不是指某两个特别的状态，而是过程中的每一状态机械能的总量都是守恒的，但我们解题时往往选择与题目所述条件或所求结果相关的状态建立方程式。另外表达式中Ep是相对的，建立方程时必须选择合适的参考平面，且每一状态的Ep都应是对同一参考平面而言的。考点二机械能守恒定律的应用1．对几种表达式的理解考点二机械能守恒定律的应用(2)ΔEk＝－ΔEp，系统动能的增加量等于系统重力势能的减少量，可以不选择参考平面。(3)ΔEA＝－ΔEB，将系统分为A、B两部分，A部分机械能的增加量等于另一部分B的机械能的减少量，可以不选择参考平面。(2)ΔEk＝－ΔEp，系统动能的增加量等于系统重力势能的减2．机械能守恒定律和动能定理的比较2．机械能守恒定律和动能定理的比较命题角度1单物体、多过程运动中的机械能守恒

[例1]命题角度1单物体、多过程运动中的机械能守恒[例1]图7－8－5

图7－8－5高中物理人教版必修二《第7章第8节》课件[答案]

(1)4m/s

(2)10m/s[答案](1)4m/s(2)10m/s[规律总结]应用机械能守恒定律解题步骤1．选取研究对象(物体或系统)。2．明确研究对象的运动过程，分析研究对象在运动过程中的受力情况，弄清各力的做功情况，判断机械能是否守恒。3．选取恰当的参考平面，确定研究对象的初末状态的机械能。4．选取恰当的表达式，列方程求解。[规律总结]命题角度2物体系统机械能守恒[例2]命题角度2物体系统机械能守恒[例2]高中物理人教版必修二《第7章第8节》课件高中物理人教版必修二《第7章第8节》课件高中物理人教版必修二《第7章第8节》课件高中物理人教版必修二《第7章第8节》课件高中物理人教版必修二《第7章第8节》课件[规律总结]机械能守恒定律表达式的灵活选取1．以单个物体为研究对象，可应用表达式ΔEk＝－ΔEp或E初＝E末列式求解。2．以两个物体组成的系统为研究对象，若一个物体的动能、重力势能都在减小，另一个物体的动能、重力势能都在增加，可优先考虑应用表达式ΔEA＝－ΔEB列式求解；若两个物体的重力势能都在减小(或增加)，动能都在增加(或减小)，可优先考虑应用表达式ΔEk＝－ΔEp列式求解。[规律总结]◎变式训练◎变式训练高中物理人教版必修二《第7章第8节》课件高中物理人教版必修二《第7章第8节》课件答案

B答案B2．如图7－8－8所示，一不可伸长的柔软轻绳跨过光滑的定滑轮，绳两端各系一小球a和b。a球质量为m，静止于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧。从静止开始释放b，则当b刚落地时a的速度为2．如图7－8－8所示，一不可伸长的柔软轻绳跨过光滑的定滑轮高中物理人教版必修二《第7章第8节》课件答案

A答案A［课下作业·能力提升］［课下作业·能力提升］第8节机械能守恒定律第8节机械能守恒定律第8节机械能守恒定律[学习目标]1．能够分析动能和势能之间的相互转化问题。2．能够推导机械能守恒定律。3．会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒。4．能运用机械能守恒定律解决有关问题，并领会运用机械能守恒定律解决问题的优越性。第8节机械能守恒定律[学习目标]课前预习·落实基础一、动能与势能的相互转化1．动能与重力势能间的转化只有重力做功时，若重力做正功，则

转化为

，若重力做负功，则

转化为

，转化过程中，动能与重力势能之和

。重力势能动能动能重力势能保持不变课前预习·落实基础一、动能与势能的相互转化重力势能动能动能重2．动能与弹性势能间的转化被压缩的弹簧把物体弹出去，射箭时绷紧的弦把箭弹出去，这些过程都是弹力做

功，___________转化为

。3．机械能

、

和

统称为机械能，通过重力或弹力做功。机械能可以从一种形式转化为另一种形式。正弹性势能动能重力势能弹性势能动能2．动能与弹性势能间的转化正弹性势能动能重力势能弹性势能动能►自主思考——判一判1．(1)通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化。()(2)弹性势能发生了改变，一定有弹力做功。()(3)运动的物体，机械能可能为负值。()√√√►自主思考——判一判√√√二、机械能守恒定律1．内容在只有

或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

。2．表达式

或E1＝E2。3．机械能守恒的条件除重力和弹力以外，其他力

。重力保持不变Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2不做功二、机械能守恒定律重力保持不变Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2►自主思考——判一判2．(1)除受重力、弹力外还受其他力，机械能一定不守恒。()(2)合力为零，物体的机械能一定守恒。()(3)合力做功为零，物体的机械能一定守恒。()(4)只有重力做功，物体的机械能一定守恒。()×××√►自主思考——判一判×××√1．对机械能守恒条件的理解(1)从能量转化的角度看，系统内只有动能和势能相互转化，而没有其他形式能量(如内能)的转化，并且系统与外界没有任何能量转化，则系统的机械能守恒。课堂互动·突破考点考点一机械能守恒的判断1．对机械能守恒条件的理解课堂互动·突破考点考点一机械能守(2)从做功的角度看，只有重力和系统内的弹力做功，具体表现如下：①只受重力作用，例如所有做抛体运动的物体机械能守恒。②系统内只有重力和弹力作用，如图7－8－1甲、乙、丙所示。图7－8－1(2)从做功的角度看，只有重力和系统内的弹力做功，具体表现如图甲中，小球在摆动过程中线的拉力不做功，如不计空气阻力则只有重力做功，小球的机械能守恒。图乙中，各接触面光滑，A自B上端自由下滑的过程中，只有重力和A、B间的弹力做功，A、B组成的系统机械能守恒。但对A来说，B对A的弹力做负功，这个力对A来说是外力，A的机械能不守恒。图丙中，不计空气阻力，球在下落过程中，只有重力和弹力做功，球与弹簧组成的系统机械能守恒。但对球来说，机械能不守恒，这一点需要特别注意。图甲中，小球在摆动过程中线的拉力不做功，如不计空气阻力则只有2．判断机械能守恒的方法(1)做功分析法(常用于单个物体)2．判断机械能守恒的方法(2)能量分析法(常用于多个物体组成的系统)(2)能量分析法(常用于多个物体组成的系统)1．如图7－8－2所示四个选项中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动。在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是[题组通关]1．如图7－8－2所示四个选项中，木块均在固定的斜面上运动，图7－8－2

图7－8－2解析机械能守恒的条件是只有重力做功，在A、B图中木块受三个力作用，即重力、支持力和推力F，因有外力F做功，故不符合条件；D中因有摩擦力做功，故也不符合条件，因此只有C图符合守恒条件。答案

C解析机械能守恒的条件是只有重力做功，在A、B图中木块受三个2．(多选)在下列几个实例中，机械能守恒的是A．在平衡力作用下运动的物体B．在光滑水平面上被细线拴住做匀速圆周运动的小球C．在粗糙斜面上下滑的物体，下滑过程中受到沿斜面向下的拉力，拉力大小等于滑动摩擦力D．如图7－8－3所示，在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球2．(多选)在下列几个实例中，机械能守恒的是图7－8－3图7－8－3解析选项B小球动能不变，选项C相当于只有重力做功，故选项B、C机械能守恒，选项B、C正确；选项A和D可能有外力做功，选项A、D错误。答案

BC解析选项B小球动能不变，选项C相当于只有重力做功，故选项B3．(多选)如图7－8－4所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是图7－8－43．(多选)如图7－8－4所示，下列关于机械能是否守恒的判断A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒B．乙图中，在大小等于摩擦力的拉力下沿斜面下滑时，物体B机械能守恒C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成的系统机械能守恒D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒解析甲图中重力和弹力做功，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒，但物体A机械能不守恒，A错；乙图中物体B除受重力外，还受弹力、拉力、摩擦力，但除重力之外的三个力做功代数和为零，机械能守恒，B对；丙图中绳子张力对A做负功，对B做正功，代数和为零，A、B组成的系统机械能守恒，C对；丁图中动能不变，势能不变，机械能守恒，D对。答案

BCD解析甲图中重力和弹力做功，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒[名师点拨]判断机械能是否守恒应注意的三个问题1．合外力为零是物体处于平衡状态的条件。物体受到的合外力为零时，它一定处于匀速运动状态或静止状态，但它的机械能不一定守恒。[名师点拨]2．合外力做功为零是物体动能守恒的条件。合外力对物体不做功，它的动能一定不变，但它的机械能不一定守恒。3．只有重力做功或系统内弹力做功是机械能守恒的条件。只有重力对物体做功时，物体的机械能一定守恒；只有重力或系统内弹力做功时，系统的机械能一定守恒。2．合外力做功为零是物体动能守恒的条件。合外力对物体不做功，1．对几种表达式的理解(1)Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2。这里应注意等式不是指某两个特别的状态，而是过程中的每一状态机械能的总量都是守恒的，但我们解题时往往选择与题目所述条件或所求结果相关的状态建立方程式。另外表达式中Ep是相对的，建立方程时必须选择合适的参考平面，且每一状态的Ep都应是对同一参考平面而言的。考点二机械能守恒定律的应用1．对几种表达式的理解考点二机械能守恒定律的应用(2)ΔEk＝－ΔEp，系统动能的增加量等于系统重力势能的减少量，可以不选择参考平面。(3)ΔEA＝－ΔEB，将系统分为A、B两部分，A部分机械能的增加量等于另一部分B的机械能的减少量，可以不选择参考平面。(2)ΔEk＝－ΔEp，系统动能的增加量等于系统重力势能的减2．机械能守恒定律和动能定理的比较2．机械能守恒定律和动能定理的比较命题角度1单物体、多过程运动中的机械能守恒

[例1]命题角度1