【物理】机械能守恒定律 课件-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第八章

机械能守恒定律第4节

机械能守恒定律1．知道机械能的概念。2．理解机械能守恒定律的内容和守恒条件。3．能用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。实验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。伽利略理想斜面实验能量概念的“萌芽”走到了机械能守恒的门口等高线一、追寻守恒量ABhh'αβ建模一、追寻守恒量【情境】两斜面光滑，小球在A斜面上高为h处静止滚下，在斜面B上速度为零时的高度为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：

在B斜面上：

结果：

a＝gsinα

x＝

v2/2ah＝x

sinα＝v2/2g

a'＝－gsinβ

x'＝(0－v2)/2a'h'＝

x'sinβ

=

v2/2g

h'＝h，且与β角的大小无关。结论：后来物理学家把这一事实说成“某个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。

一、追寻守恒量射箭运动跳水运动在以下体育比赛中，哪些能量之间发生了转化?撑杆跳运动二、动能和势能的相互转化ACB问题1：小球的受力情况如何?问题2：由A到B过程中各个力做功情况如何？问题3：由B到A过程中各个力做功情况如何？问题4：这个实验说明了什么?1、动能与重力势能的相互转化问题1：小球的受力情况如何?问题2：弹簧被拉伸的过程中，各个力做功情况如何？问题3：弹簧被压缩的过程中，各个力做功情况如何？问题4：这个实验说明了什么?问题5：动能和势能之间确实可以转化，那么在转化的过程中，动能和势能的和是否保持不变呢？vv2、动能与弹性势能的相互转化1.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2.3.机械能的性质：⑴状态量⑵相对性⑶系统性机械能的转化通过重力或弹力做功实现的。三、机械能四、动能与势能相互转化我们讨论物体沿光滑曲面滑下的情形。这种情形下，物体受到重力和曲面支持力的作用，因为支持力方向与运动方向垂直，支持力不做功，所以，只有重力做功。情景1四、动能与势能相互转化1.举例推导动能定理：功能关系：光滑曲面联立变形：【结论】只有重力做功的系统内，动能与重力势能互相转化时总的机械能保持不变。四、动能与势能相互转化x原长

21光滑平面2.举例推导动能定理：功能关系：联立变形：【结论】只有弹力做功的系统内，动能与重力势能互相转化时总的机械能保持不变。情景2一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？

情景33.总结归纳动能定理：功能关系：W非=0五、机械能守恒定律在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。3.表达式：4.机械能守恒的条件：只有重力或弹力做功1.内容：E2=E1EP2+EK2=EP1+EK12.研究对象：系统机械能守恒判断1.抛体模型(不计一切摩擦)竖直上抛竖直下抛斜上抛平抛斜下抛（1）小球抛出后机械能是否守恒？守恒机械能守恒判断2.含弹簧模型(弹簧质量不计)释放小球后，小球与弹簧组成的系统机械能守恒吗？守恒机械能守恒判断3.板块模型（1）若A固定在水平面上，且不计一切摩擦。B机械能守恒吗？（2）若A未固定在水平面上，且不计一切摩擦。

A、B组成的系统机械能守恒吗？

B机械能守恒吗？守恒守恒不守恒机械能守恒判断4.绳杆模型（轻绳、轻杆）

（1）若斜面体固定在水平面上，且不计一切摩擦。

A、B组成的系统机械能守恒吗？（1）球A、球B组成的系统机械能守恒吗？（2）球A机械能守恒吗？若不守恒机械能怎么变？守恒守恒不守恒，机械能变小机械能守恒定律的应用1．确定研究对象(物体系统)和要研究的过程2．判断是否符合机械能守恒的条件：

方法1

研究对象在运动过程中是否只有重力或弹力做功

方法2研究对象在运动过程中是否只有动能、势能的转化3．应用机械能守恒定律解决问题EP2+EK2=EP1+EK11、在下列的物理过程中，机械能守恒的有()A．一小球在粘滞性较大的液体中匀速下落B．用细线拴着一个小球竖直平面内做圆周运动C．物体在光滑斜面上自由下滑D．拉着一个物体沿着光滑斜面匀速上升

BC2.如图所示，桌面离地高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球落地前瞬间的机械能为()

A．mgh

B．mgH

C．mg(h+H)

D．mg(H-h)

B

3.一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，B球的质量是A球的质量的3倍。用手托住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地的高度是h，A球静止于地面，如图所示。现释放B球，当B球刚落地时，求A球的速度大小（定滑轮的质量及滑轮与轴间的摩擦、空气阻力均不计，重力加速度为g）。研究对象：A、B组成的系统A上升、B下落到刚要落地的过程中，A与B的速率时刻相等在B下落A上升的过程中，A、B组成的系统机械能守恒以地面为零势能参考面E1=mBgh系统的初状态的机械能末状态的机械能1．确定研究对象(物体系统)和要研究的过程2．判断是否符合机械能守恒的条件3．应用机械能守恒定律解决问题3.一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，B球的质量是A球的质量的3倍。用手托住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地的高度是h，A球静止于地面，如图所示。现释放B球，当B球刚落地时，求A球的速度大小（定滑轮的质量及滑轮与轴间的摩擦均不计，重力加速度为g）。解：对A、B组成的系统，A上升、B下落到刚要落地的过程系统机械能守恒，以地面为零势能参考面

由E2＝E1可知所以：v＝

=＝2m/s方法1由E2＝E1解决问题3.一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，B球的质量是A球的质量的3倍。用手托住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地的高度是h，A球静止于地面，如图所示。现释放B球，当B球刚落地时，求A球的速度大小（定滑轮的质量及滑轮与轴间的摩擦均不计，重力加速度为g）。方法1由E2＝E1解决问题方法2由ΔEk