《机械能守恒定律》课件

4机械能守恒定律物理观念(1)知道什么是机械能，理解物体动能和势能的相互转化。(2)通过机械能守恒定律的学习，

初步建立能量观念、体会守恒思想。(3)知道机械能守恒定律的内容和守恒条件。科学思维(1)会分析机械能守恒的条件，在具体实例中分析动能与势能(包括弹性势能)之间的相互转化。(2)理解机械能守恒定律的推导过程。(3)会从做功和能量转化的角度判断机械能是否守恒，能应用机械能守恒定律解决有关问题。科学态度与责任(1)通过对机械能守恒定律的验证，能认识科学规律的建立需要实验证据的检验。(2)能认识机械能守恒定律对日常生活的影响。①过程：将小球由斜面A上某位置由______释放，小球运动到斜面B上。②现象：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球在斜面B上速度变为0(即到达最高点)时的高度与它出发时的高度______。静止相同③结论：这一事实说明某个量是守恒的，在物理学上我们把这个量叫作_____或者____。(2)动能与势能的相互转化①动能与重力势能间的转化：只有重力做功时，若重力做正功，则__________转化为动能；若重力做负功，则_____转化为重力势能。②动能与弹性势能间的转化：只有弹簧的弹力做功时，若弹力做正功，则_________转化为动能；若弹力做负功，则_____转化为弹性势能。③机械能：______、__________和__________统称为机械能，在重力或弹力做功时，不同形式的机械能可以发生相互转化。能量能重力势能动能弹性势能动能动能弹性势能重力势能2．判断(1)伽利略通过斜面实验得出了机械能守恒的结论。

()(2)通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化。

()(3)物体的机械能一定是正值。

()3．想一想毛泽东的诗词中曾写到“一代天骄，成吉思汗……弯弓射大雕”。试分析在弯弓射雕过程中，涉及机械能中哪些能量之间的转化？提示：箭被射出的过程中，弓的弹性势能转化为箭的动能；箭上升的过程中，箭的动能转化为重力势能；箭下落的过程中，箭的重力势能转化为动能。××√等于互相转化保持不变重力弹力Ek1＋Ep12．判断(1)通过重力或弹力做功，机械能可以转化为非机械能。

()(2)合力为0，物体的机械能一定守恒。

()(3)合力做功为0，物体的机械能一定守恒。

()(4)物体自由下落时，物体的机械能一定守恒。

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)×××√(1)图8.4-4甲中的游客和翻滚过山车整体在运行过程中有什么力做功？其机械能守恒吗？(2)图8.4-4乙中的撑竿跳运动员如果靠撑竿上升的过程中有什么力做功？运动员的机械能守恒吗？(3)图8.4-4丙中的小朋友在离开蹦床上升和下落过程中有什么力做功？小朋友的机械能守恒吗？提示：(1)游客和翻滚过山车整体在运行过程中重力做功，其机械能守恒。(2)撑竿跳运动员上升的过程中重力、竿的弹力都做功，运动员的机械能不守恒；但运动员和撑竿组成的系统机械能守恒。(3)小朋友在离开蹦床上升和下落过程中重力做功，小朋友的机械能守恒。

b．如图8.4-5乙所示，各接触面光滑，A自B上端自由下滑的过程中，只有重力和A、B间的弹力做功，A、B组成的系统机械能守恒。但对A来说，B对A的弹力做负功，这个力对A来说是外力，A的机械能不守恒。c．如图8.4-5丙所示，不计空气阻力，球在下落过程中，只有重力和弹簧的弹力做功，球与弹簧组成的系统机械能守恒。但对球来说，其机械能不守恒。③除重力和弹力之外，还有其他力做功，但其他力做功的总和为0，系统机械能没有转化为其他形式的能，物体的机械能不变。2．机械能守恒的判断方法(1)通过做功来判断——常用于单个物体分析物体或系统受力情况(包括内力和外力)，明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重力或弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为0，则机械能守恒。(2)通过能量转化来判断——常用于多个物体组成的系统若系统中只有动能和势能的相互转化，无机械能与其他形式的能的相互转化，则系统的机械能守恒。[解析]

甲图中重力和弹力做功，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒，但物体A机械能不守恒，故A错误；乙图中物块B除受重力外，还受支持力、拉力、摩擦力，但当拉力与摩擦力大小相等时，除重力之外的三个力做功的代数和为0，故物块B机械能守恒，故B正确；丙图中绳子的张力对A做负功，对B做正功，两者代数和为0，又不计任何阻力，故A、B组成的系统机械能守恒，故C正确；丁图中小球的动能不变，势能不变，故机械能守恒，故D正确。[答案]

BCD解析：图甲中“蛟龙号”载人潜水器被吊车吊下水的过程，钢绳对它做负功，机械能不守恒，故A错误；图乙中火车在匀速转弯时做匀速圆周运动，所受的合外力指向圆心且不为0，故B错误；图丙中握力器在手的压力下形变增大，弹性势能增大，故C正确；图丁中撑竿跳高运动员在上升过程中撑竿的弹性势能转化为运动员的机械能，运动员的机械能不守恒，故D错误。答案：C2．下列物体在运动过程中，机械能可视为守恒的是

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)A．飘落中的秋叶B．乘电梯匀速上升的人C．沿粗糙斜面匀速下滑的木箱D．被掷出后在空中运动的铅球解析：飘落中的秋叶除了受重力之外还有阻力做功，机械能不守恒，故A错误；乘电梯匀速上升的人，动能不变，重力势能增加，机械能增加，故B错误；沿粗糙斜面匀速下滑的木箱，动能不变，重力势能减小，机械能减小，故C错误；被掷出后在空中运动的铅球，运动的过程中只有重力做功(所受阻力可忽略)，机械能守恒，故D正确。

答案：D

解析：重物由A点下摆到B点的过程中，弹簧被拉长，弹簧的弹力对重物做了负功，重物的机械能减少，故A、B错误；此过程中，由于只有重力和弹簧的弹力做功，则重物与弹簧组成的系统机械能守恒，即重物减少的重力势能等于重物获得的动能与弹簧的弹性势能之和，故C错误，D正确。答案：D

主题探究(二)机械能守恒定律的应用【重难释解】1．机械能守恒定律的不同表达式机械能守恒定律表达式物理意义从不同状态看Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或E初＝E末初状态的机械能等于末状态的机械能从转化角度看Ek2－Ek1＝Ep1－Ep2或ΔEk＝－ΔEp动能的增加量等于势能的减少量从转移角度看EA2－EA1＝EB1－EB2或ΔEA＝－ΔEB系统只有A、B两物体时，A增加的机械能等于B减少的机械能2．应用机械能守恒定律的基本思路[答案]

4.4m/s[迁移·发散][讨论]在现实中，若人在荡秋千时姿势不变，则秋千将逐渐停下来，这是有阻力的缘故。因此，人荡秋千时，只有在保持姿势不变且忽略阻力的情况下，其机械能才守恒。为什么有的人可以越荡越高，他是怎么做到的呢？请分析原因。提示：人荡秋千时越荡越高，是在荡秋千的过程中，人通过做一些合适的动作做功，将人体内的化学能转化为人和秋千的机械能的缘故。[迁移]

下列问题能否运用牛顿运动定律或机械能守恒定律解答？请试一试。如图8.4-10所示，假设运动员从雪道的最高点A由静止开始滑下，不借助其他器械，沿光滑的雪道到达跳台的B点时，速度为多少？当他落到离B点竖直高度为10m的雪地C点时，速度又是多少？(假设这一过程中运动员没有做其他动作，忽略摩擦力和空气阻力，重力加速度g取10m/s2)图8.4-10图8.4-11答案：B

图8.4-12答案：A6．滑板运动是一种陆地上的“冲浪运动”，滑板运动员可在不同的滑坡上滑行。如图8.4-13所示，a、b、c、d、e为同一竖直平面内依次平滑连接的滑行轨道，其中bcd是一段半径R＝2.5m的圆弧轨道，O点为圆心，c点为圆弧的最低点。运动员脚踩滑板从高H＝3m处由静止出发，沿轨道自由滑下。运动员连同滑板可视为质点，其总质量m＝60kg。忽略摩擦阻力和空气阻力，g取10m/s2，求运动员滑经c点时轨道对滑板的支持力的大小。图8.4-13答案：2040N提示：(1)跳水运动员在走板和起跳时要先使跳板上下振动，此过程运动员将身体储存的化学能转化为跳板的弹性势能。(2)然后跳板的弹性势能转化为运动员身体起跳的动能，运动员离开跳板上升的过程中，动能逐渐转化为重力势能。(3)当运动员到达最高点下降时，重力势能逐渐转化为动能。(4)运动员入水后，受水的阻力作用，运动员的重力势能和动能都减少，转化为水和运动员的内能等。二、注重学以致用和思维建模1．下列实例中均不考虑空气阻力，系统机械能守恒的是

(

)A．上楼(人与地球组成的系统)B．跳绳(人与绳组成的系统)C．水滴石穿(水滴与石头组成的系统)D．箭射出后(箭、弓、地球组成的系统)解析：人上楼、跳绳过程中机械能不守恒，从能量转化角度看都是消耗人体的化学能；水滴石穿，水滴减少的机械能转变为内能；箭射出过程中是弹性势能与动能、重力势能的相互转化，只有重力和弹力做功，机械能守恒，故D正确。答案：D

答案：C

答案：500N知识点1机械能守恒的条件答案1.[宁夏银川一中期末考试]下面各个实例中的物体,机械能守恒的是(重力加速度大小为g)(

)A.物体沿斜面匀速下滑B.物体从高处以0.9g的加速度竖直下落C.物体沿光滑曲面滑下D.拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升1.C

物体沿斜面匀速下滑,物体必定受到阻力的作用,阻力做负功,所以物体的机械能不守恒,选项A错误;物体的加速度的大小为0.9g,不是g,说明物体除了受重力之外还受到阻力的作用,阻力做负功,所以物体的机械能不守恒,选项B错误;物体沿光滑曲面滑下,曲面对物体不做功,只有物体的重力做功,所以物体的机械能守恒,选项C正确;拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升,拉力对物体做正功,物体的机械能要增加,选项D错误。知识点1机械能守恒的条件答案2.BC

B球顺时针转到最低位置的过程中,杆对A、B球的作用力均做功,可知AB错误;A球、B球和地球组成的系统,除重力做功外,杆对系统做的功之和为零,则系统的机械能守恒,C正确,D错误。2.(多选)质量分别为m和2m的两个小球A和B,中间用轻质杆相连,在杆的中点O处有一水平光滑固定转动轴,把杆置于水平位置后释放,在B球顺时针转动到最低位置的过程中

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)A.B球的重力势能减少,动能增加,B球和地球组成的系统机械能守恒B.A球的重力势能增加,动能也增加,A球和地球组成的系统机械能不守恒C.A球、B球和地球组成的系统机械能守恒D.A球、B球和地球组成的系统机械能不守恒知识点1机械能守恒的条件答案3.(多选)[西安高新一中期末考试]如图所示,将一个表面光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上,槽的左侧有一固定的竖直墙壁(不与槽粘连)。现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落,从A点与半圆形槽相切进入槽内,则下列说法正确的是

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)A.小球在半圆形槽内运动的全过程中,只有重力对它做功B.小球从