高一物理人教版2019必修第二册同步课件8.4机械能守恒定律

8.4机械能守恒定律第八章机械能守恒定律学习目标基本要求1．知道机械能的各种形式，能分析动能与势能(包括弹性势能)之间的相互转化问题。2．知道机械能守恒的条件，知道机械能守恒定律的表达式。3．会判断机械能是否守恒，应用机械能守恒定律解决有关问题。发展要求1．根据动能定理及重力做功与势能变化的关系，导出机械能守恒定律。2．从能量转化的角度理解机械能守恒的条件。3．能从不同角度表达机械能守恒定律，根据问题选择合适的表达式。4．领悟运用机械能守恒定律解决问题的优点。说明1．运用机械能守恒定律进行计算时，不涉及弹性势能。2．不要求用机械能守恒定律求解多个物体（包括需要确定重心的链条、绳子、流体等)的问题。议一议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？追寻守恒量ABhh伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）小球好像“记得”自己起始的高度，然后重复前面的运动追寻守恒量ABhh左边滚下时：球重力势能减小（高度降低）的同时，动能增加（速度在增加）；右边滚上时：球重力势能增加（高度降低）的同时，动能减小（速度在增加）；此消彼长，此过程有什么量是不变的？动能与重力势能的相互转化通过重力做功，动能与重力势能相互转化动能与弹性势能的相互转化通过弹力做功，动能与弹性势能相互转化机械能机械能在各种形式中转化，是否有保持不变的东西？重力势能、弹性势能与动能都是机械能中的能量形式，统称机械能通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式。追寻守恒量情形：光滑曲面上。物体在某一时刻处在高度为h1的位置A，这时它的速度是v1。经过一段时间后，物体下落到高度为h2的另一位置B，这时它的速度是v2.从A至B过程，由动能定理此过程，重力做功由上式整理得此过程有个形式除了下标，其他没有变机械能守恒小结：重力做功，动能与重力势能互相转化时，总的机械能保持不变.若曲面有摩擦，上式是否成立？令则试一试：物体从位置B沿光滑曲面上升到位置A，上式是否成立？机械能守恒机械能守恒定律：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。从力的角度：对于某个物体，只受重力（弹力）做功；受其它力，而其他力不做功，则该物体的机械能守恒。从能量转化的角度：对于由两个或两个以上物体的系统，如果物体间只有动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化，系统与外界没有机械能的转移，系统内部没有机械能与其他形式能的转化系统的机械能就守恒。小试牛刀[多选]下列实例中，机械能守恒的是()A.气球匀速上升. B.物体沿光滑斜面自由下滑C.物体在竖直面内做匀速圆周运动 D.汽车沿斜坡匀速向下行驶E.在空中飘落的树叶 F.做平抛运动的铅球G.沿粗糙的斜面向下做匀速运动的木块 H.被起重机拉着向上做匀速运动的货物BF例题精讲把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，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？解：以小球为研究对象。设最低点的重力势能为0，以小球在最高点的状态作为初状态，以小球在最低点的状态作为末状态。在最高点的动能Ek1＝0，重力势能是Ep1＝mgl－lcosθ）在最低点的重力势能Ep2

＝0，而动能可以表示为运动过程中只有重力做功，所以机械能守恒，即Ek2

＋Ep2

＝Ek1

＋Ep1把初末状态下动能、重力势能的表达式代入，得由此解出小球运动到最低点时的速度大小此题用动能定理是否可解？机械能的解题步骤选取研究对象根据研究对象所经历的物理过程，进行受力，做功分析，判断机械能是否守恒．恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初末时刻的机械能．根据机械能守恒定律列方程，进行求解．小试牛刀如图所示，质量为m的物体，以某一初速度v0从A点向下在光滑的轨道中运动。不计空气阻力，若物体通过B点时的速度为3，求：(1)物体在A点时的速度;(2)物体离开C点后还能上升的高度。机械能解题的优势机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便；应用机械能守恒定律解决问题，只需考虑运动的始末状态，不必考虑两个状态之间过程的细节。因此一些难以用牛顿运动定律解决的问题，应用机械能守恒定律则易于解决。守恒量物理学的任务是发现普遍的自然规律。因为这样的规律的最简单的形式之一表现为某种物理量的不变，所以对于守恒量的寻求是合理的，而且也是极为重要的研究方向。马克思·冯·劳厄（1879年—1960年），德国物理学家守恒量

有一个事实，如果你愿意，也可以说一条定律，支配着至今所知的自然现象这条定律称做能量守恒定律。它指出有某一个量，我们把它称为能量，他在自然界经历的多种多样的变化中它不变化。

那是一个最抽象的概念……理查德·菲利普斯·费曼（1918年—1988年），美籍犹太裔物理学家课堂