机械能守恒定律课件2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

8.4机械能守恒定律第八章机械能守恒定律人教版（2019）·高中物理必修二01020304课堂练习机械能守恒定律目录动能与势能的相互转化追寻守恒量知识回顾1、动能:物体由于运动而具有的能。2、重力势能:地球上的物体具有的跟它的高度有关的能。3、弹性势能:发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能。4、动能定理：合力所做的总功等于物体动能的变化。5、重力做功与重力势能变化的关系：重力做的功等于物体重力势能的减少量。（取弹簧在原长时的弹性势能为零）情景引入动能风能势能核能由于能量过于抽象，要用一句话来来说明什么是能量并非易事，这也是牛顿未能把“能量”这一重要的概念留给我们的原因。能量的概念是人类在对物质运动规律进行长期探索中逐渐建立起来的。但在牛顿之前的伽利略理想斜面实验中，我们就能发现它的萌芽。既然能量对于科学研究和人们的生产、生活如此重要，那究竟能量是什么呢？第一部分追寻守恒量追寻守恒量—思考与讨论

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'伽利略追寻守恒量—伽利略理想斜面实验ABhh结论：h'＝h，且与β角的大小无关。在光滑A斜面上：

a＝gsinαx＝v2/2a

h＝x

sinα＝v2/2g

a'＝－gsinβx'＝（0－v2）/2a'h'

＝x'sinβ

=v2/2g在光滑B斜面上：推导可知：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略（即可视为光滑），小球必将准确地终止于它开始的高度，不会高一点，也不会更低一点。说明某种“东西”在小球运动的过程中是不变的。追寻守恒量—伽利略理想斜面实验

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。第二部分动能和势能的相互转化动能和势能的相互转化—思考与讨论(1)在上述两个视频中，哪些能量之间发生了转化?动能和势能的相互转化—思考与讨论(2)在上述四个动图中，哪些能量之间发生了转化?动能和势能的相互转化—思考与讨论问题1：下列实例中动能，重力势能，弹性势能之间如何转化？ACB——重力势能转化为动能。——动能转化为重力势能。A→B：B→C：重力做正功，重力势能减少，动能增加，重力做负功，重力势能增加，动能减小结论1:只有重力做功时，物体的动能和重力势能相互转化。动能和势能的相互转化—思考与讨论问题1：分析下列实例中动能，重力势能，弹性势能之间如何转化？连接弹簧的小球套在光滑水平杆上运动。弹簧+小球O点为弹簧原长处，阻力不计AOBB-O过程中:弹力做正功，弹性势能减少，动能增加——弹性势能转化为动能。——动能转化为弹性势能。O-A过程中:弹力做负功，弹性势能增加，动能减少结论2：只有弹力做功时，物体的动能与弹性势能相互转化。动能和势能的相互转化—机械能的定义和分类动能势能

注意:势能具有相对性,所以机械能也具有相对性,求机械能时应先规定零势能面.Ek=mv2/2

重力势能弹性势能EP＝mgh物体由于运动而具有的能叫做动能

相互作用的物体凭借其位置而具有的能叫做势能

物体的动能和势能之和称为物体的机械能，用E表示。E=Ek+EPEp=kx2/2动能和势能的相互转化—思考与讨论如果是弹性小球与地面碰撞不损失能量，小球在真空中能回到原来高度吗？油中呢？为什么？动能与重力势能的转化属于机械能的转化，而克服阻力做功就转化成了内能，属于另一种形式的能量，如果只有重力或者弹力做功，又有什么规律呢？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?第三部分机械能守恒定律机械能守恒定律—思考与讨论ABNABCGF(1)机械能的转化是通过做功来实现，试分析以下过程中什么力做了功？(2)动能与势能的相互转化是否存在某种定量的关系呢？A、B等高AC=CB机械能守恒定律—思考与讨论

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：从重力做功与重力势能变化的关系知:结论：只有重力做功时，只发生动能和重力势能的相互转化，总的机械能守恒机械能守恒定律—思考与讨论

如图，光滑小球套在水平杆上运动，C为原长处，从A到B过程中分析能量的变化，判定弹簧和小球系统机械能是否守恒。EP2+EK2=EP1+EK1由动能定理：WF=EK2-EK1

从弹力做功与弹性势能变化的关系知：WF=EP1-EP2

EK2-EK1=EP1-EP2结论：只有系统内弹力做功时，只发生动能和弹性势能的相互转化，总的机械能守恒。机械能守恒定律—内容、表达式1.内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。2.表达式：守恒观点转化观点转移观点或ΔEk减=ΔEp增或

ΔEA减=ΔEB增（3）ΔEA=-ΔEB（2）ΔEk=

-ΔEp

（1）EK2+EP2=EK1+EP1

即E2=E1机械能守恒定律—守恒条件3.守恒条件：物体系统内只有重力或弹力做功(其他力不做功)，机械能守恒。（此处弹力高中阶段特指弹簧类弹力）对守恒条件的理解：①系统不受外力。②系统受其他力，而其他力不做功，只有重力（弹力）做功；③系统受外力，除重力（弹力）以外的力也做功，但外力做功的代数和为零。机械能守恒定律—守恒的判定方法4.守恒的判断方法(1)做功分析法(常用于单个物体)(2)能量分析法(常用于多个物体组成的系统)机械能守恒定律—例题解析【例题】把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆。摆长为l，最大偏角为θ。如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度大小是多少？解：拉力F不做功，只有重力G做功，小球机械能守恒。以最低点为参考平面。OBAθlGFT机械能守恒定律—归纳1.确定研究对象；2.对研究对象进行正确的受力分析；3.判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件；4.视解题方便选取零势能参考平面，并确定研究对象在始、末状态时的机械能；5.根据机械能守恒定律列出方程，或再辅之以其他方程，进行求解。应用机械能守恒定律解题的一般步骤：课堂小结知识

梳理机械能机械能守恒定律定律内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。表达式:Ep2+Ek2=Ep1+Ek1条件:只有重力或弹簧弹力做功。概念：机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称表达式：E=Ek+Ep机械能是标量，具有相对性第四部分课堂练习课堂练习1.伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：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同它开始点相同高度的点，不会更高一点，也不会更低一点。这说明小球在运动过程中有一个“东西”是不变的，这个“东西”应是（）A.弹力 B.势能 C.速度 D.能量D课堂练习

AD课堂练习3．如图所示，下列关于机械能