机械能守恒定律+高一下学期物理人教版（2019）必修第二册+

机械能守恒定律一、追寻守恒量如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于它开始运动时的高度，不会更高一点，也不会更低一点。这说明某种“东西”在小球运动过程中是不变的。二、动能与势能的相互转化毛泽东的诗词中曾写到“一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕”．试分析成吉思汗在弯弓射雕过程中，涉及机械能中哪些能量之间的转化？箭被射出过程中，弹性势能转化为箭的动能；箭上升过程中，动能向重力势能转化；箭下落过程中，重力势能又向动能转化．1.机械能：物体的动能和势能之和称为物体的机械能。2.计算公式：E=Ek+Ep3.机械能是标量4.具有相对性(需要设定零势能面)5.只有重力做功时，动能和重力势能相互转化在只有弹力做功的系统中，动能和弹力势能可以相互转换。设物体沿光滑曲面从A位置运动到B位置，在A位置时物体动能为Ek1，重力势能为Ep1，在B位置时动能为Ek2，重力势能为Ep2，试利用动能定理等已学规律探究物体运动过程中机械能变化的规律．三、机械能守恒定律Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1在只有重力做功的系统中，动能和重力势能可以相互转换，机械能总量保持不变1.内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。三、机械能守恒定律2.表达式：Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1物体沿光滑斜面下滑物体沿光滑曲面下滑单摆GFNGFNGTVV（1）只受重力作用如：自由落体运动抛体运动竖直上抛竖直下抛平抛斜抛（2）除受重力外，还受其他外力作用，但其他外力不做功3.条件：只有重力或系统内弹力做功。三、机械能守恒定律GFNf物体在各力作用下沿斜面上滑，且F=f(3)除重力做功外，其他力也做功，但其他力做功之和为零。例1如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断中正确的是()A.图甲中，物体A将弹簧压缩的过程中，物体A机械能守恒B.图乙中，物体A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒C.图丙中，不计任何阻力时A加速下落、B加速上升的过程中，A、B系统机械能守恒D.图丁中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能不守恒甲

乙

丙

丁4、总结：机械能是否守恒的三种判断方法：①用机械能的定义判断：分析系统的动能和势能之和是否变化。②用做功情况判断：只有重力或弹力做功时，系统机械能守恒。③用能量转化判断：系统中没有其他形式的能的转化，系统机械能守恒.四、机械能守恒定律应用1.机械能守恒定律应用(1)研究对象(2)进行受力分析，判断机械能是否守恒(3)选取零势能面，确定研究对象初、末状态的机械能

(4)选取机械能守恒定律的表达式列方程，进行求解例题2把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆如图所示，摆长为l，最大偏角为θ。如果阻力可以忽略，小球运动到最低点时的速度大小是多少？lθAOC例3.如图所示，连接小球的轻绳不可伸长，若将小球拉到绳与水平方向成θ＝30°的位置处由静止释放(此时绳刚好被拉直)，小球的质量为m，绳长为L，重力加速度为g，求小球到达最低点C时绳对小球的拉力是多大？

表达式意义注意事项守恒观点E1＝E2或Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2系统初、末状态机械能的总和________初、末状态必须选择同一零势能面计算势能转化观点ΔEk＝－ΔEp系统增加(或减少)的动能等于系统减少(或增加)的________能应用时关键在于分清势能的减少量或增加量转移观点ΔEA＝－ΔEBA物体增加的机械能等于B物体减少的________能常用于解决两个或多个物体组成的系统的机械能守恒问题五、多过程的机械能守恒定律应用当研究对象为单个物体时，可优先考虑应用表达式Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或ΔEk＝－ΔEp来求解．当研究对象为两个物体组成的系统时：①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来求解；②若A物体的机械能增加，B物体的机械能减少，可优先考虑用表达式ΔEA＝－ΔEB来求解．练习1如图所示，质量为m的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边的光滑定滑轮与质量为M＝2m的砝码相连．让绳拉直后使砝码从静止开始下降h的距离，此时竖直绳长小于桌高且木块仍在桌面上，则此时砝码的速度为多大？练习2.如图所示，质量都为m的A、B两金属环用细线相连后，分别套在两互成直角的水平光滑细杆和竖直光滑细杆上，细线长l＝0.4m．现将细线拉直后使A和B从同一高度上由静止释放，求当运动到使细线与水平方向成30°角时，金属环A和B的速度大小．(g取10m/s2)六、比较机械能守恒定律和动能定理

机械能守恒定律动能定理表达式E1＝E2ΔEk＝－ΔEpΔEA＝－ΔEBW＝ΔEk物理意义重力或弹力做功的过程是系统的动能与势能相互转化的过程，其他力(重力、弹力以外)所做的功是机械能变化的量度合外力对物体做的功是动能变化的量度

机械能守恒定律动能定理应用范围需要判断是否满足守恒条件，一般需要确定零势能面无条件限制，不需要确定零势能面，一般选择地面为参考系结论能用机械能守恒定律解决的问题，一般都能用动能定理解决能用动能定理解决的问题，不一定能用机械能守恒定律解决练习4如图所示的