【课件】机械能守恒定律第1课时 2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

宣讲人：某某某时间：20XX.XX第4节

机械能守恒定律第1课时第八章

机械能守恒定律学习目标1.通过实例掌握重力、弹簧弹力做功对应势能的变化情况。2.借自由落体运动，推导机械能守恒定律。3.通过实例理解机械能守恒的条件及其判断技巧。4.通过练习熟悉机械能守恒定律求解问题的步骤与方法，体会其优越性。目录0201追寻守恒的量动能与势能的相互转化03机械能守恒定律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？ABhh伽利略理想斜面实验ABhh'探究：小球能否到达等高处试证明：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h'，h和h'的大小关系怎样？如果减小斜面B的倾角呢？在A斜面上：

a＝gsinα

x＝v2/2a

h＝xsinα＝v2/2g

在B斜面上：a'＝－gsinβx'＝（0－v2）/2a'h'

＝x'sinβ

=v2/2g结论：h'＝h，且与β角的大小无关。ABhh'αβ证明：知识点一：追寻守恒的量上述现象表明：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。ABhh'αβ能量概念的引入是科学前辈们追寻守恒量的一个重要事例。知识点二：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由小球接触弹簧到速度为零的这一过程中，弹力做负功，弹簧的弹性势能增加，而物体速度减小，动能减少。小球原来的动能转化成了弹性势能。v=6m/sv=0③动能→弹性势能④弹性势能→动能被压缩的弹簧具有弹性势能，当弹簧恢复原来形状时，就把跟它接触的物体弹出去。这一过程中，弹力做正功，弹簧的弹性势能减少，而物体得到一定的速度，动能增加。物体原来的弹性势能转化成了动能。弹簧恢复原来形状v=6m/s压缩的弹簧v=0从上面的讨论可以看出来，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。机械能重力势能:弹性势能动能：势能Ep机械能E=EK+EP物体由于运动而具有的能叫做动能

Ek=mv2/2Ep=mgh知识点三：机械能守恒定律

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？

v2h1h2v1情景一：落体运动（选地面为参考面）只有重力作功的情况下，物体的机械能总量保持不变。情景二：曲线运动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。由动能定理：GFN只有重力作功的情况下，物体的机械能总量保持不变。在只有弹簧弹力做功的物体和弹簧系统内，动能和弹性势能相互转化，且机械能的总量保持不变。在光滑水平面上，设弹簧被压缩x1时弹性势能为EP1，动能为EK1,设弹簧被压缩x2时弹性势能为EP2，动能为EK2情景三：弹簧弹力做功由动能定理：在只有重力或弹力做功的情况下，物体系统的动能与势能相互转化，机械能的总量保持不变。这个结论称为机械能守恒定律。2.适用条件：系统内只有重力或弹力做功。末态机械能初态机械能1.内容3.三种常用的表达式

4.机械能守恒的具体情况有：(1)只受重力作用:如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动(自由落体、竖直上抛、平抛、斜抛等)。(2)物体除受重力或系统内弹力外,还受其他力,但其他力不做功,如：物体沿光滑固定的斜面或圆弧面下滑,物体受重力和支持力作用,但支持力不做功;(3)对于物体系统,除系统内的重力和弹力做功之外,外力不做功,有内力做功,但内力做功的代数和为零。(4)系统跟外界没有发生机械能的传递,系统内也没有机械能与其他形式的能发生转化。5.机械能守恒定律与动能定理的比较规律比较机械能守恒定律动能定理表达式E1＝E2，ΔEk增＝ΔEp减ΔEA增＝ΔEB减W＝ΔEk使用范围只有重力或弹力做功无条件限制研究对象物体与地球组成的系统质点物理意义重力或弹力做功的过程是动能与势能相互转化的过程合外力对物体做的功是动能变化的量度应用角度守恒条件及初末状态机械能的形式和大小动能的变化及合外力做功情况6.应用机械能守恒定律解题的一般思路应用机械能守恒定律时,物体间的相互作用力可以是变力,也可以是恒力,而且只涉及物体系统的初、末状态,使处理问题得到简化,应用的基本思路如下:(1)选取研究对象——系统或物体。(2)对研究对象进行受力、做功分析,判断机械能是否守恒。(3)恰当地选取参考平面,确定研究对象初、末状态时的机械能。(4)选取恰当的机械能守恒定律的表达式,列式求解。追寻守恒的量机械能守恒定律动能与势能的相互转化动能转化为势能势能转化为动能机械能守恒定律1.如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是()A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，物体A的机械能守恒B．乙图中，物体B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，机械能守恒C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落、B加速上升的过程中，A、B组成的系统机械能守恒D．丁图中，小球由水平位置A处静止释放，运动到B处的过程中，机械能守恒BCD2.下列过程中加点物体的机械能守恒的是

()A.秋天树叶从树上飘落B.在空中匀速上升的热气球C.运动员用力推出后在空中运动的铅球D.在蹦床上来回运动的运动员C3.如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连接着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是(

)A．弹簧的弹性势能逐渐减少B．物体的机械能不变C．弹簧的弹性势能先增加后减少D．弹簧的弹性势能先减少后增加D4.一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道，小球先