8.4機(jī)械能守恒定律-人教版（2019）高中物理必修第二冊(cè)課件(共23張PPT)

第八章機(jī)械能守恒定律8.4機(jī)械能守恒定律必修二

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解人們追尋守恒量和建立“能量”概念的漫長(zhǎng)過(guò)程.2.知道什么是機(jī)械能，知道物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化.3.能夠推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律4.會(huì)判斷一個(gè)過(guò)程機(jī)械能是否守恒，能運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解決有關(guān)問(wèn)題.【知識(shí)梳理】一、動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化二、機(jī)械能守恒定律三、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用問(wèn)題情境1射箭時(shí)，發(fā)生彈性形變的弓恢復(fù)原狀時(shí)彈性勢(shì)能減小了，減小的彈性勢(shì)能到哪兒去了？彈性勢(shì)能減少，轉(zhuǎn)化成箭的動(dòng)能追尋守恒量一問(wèn)題情境2：滾擺下降時(shí)，能量如何轉(zhuǎn)化？上升時(shí)，能量又是如何轉(zhuǎn)化的？下降：重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能上升：動(dòng)能轉(zhuǎn)化成重力勢(shì)能1.彈性勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化彈力對(duì)物體做正功，則彈性勢(shì)能

，動(dòng)能

，彈簧的

轉(zhuǎn)化為物體的

；彈力對(duì)物體做負(fù)功，則彈性勢(shì)能

，動(dòng)能

，物體的

轉(zhuǎn)化為彈簧的

.2.重力勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化重力對(duì)物體做正功，則物體的重力勢(shì)能

，物體的

轉(zhuǎn)化為

；重力對(duì)物體做負(fù)功，則物體的重力勢(shì)能

，物體的

轉(zhuǎn)化為

.3.機(jī)械能：

、

與

統(tǒng)稱為機(jī)械能.減少增加重力勢(shì)能動(dòng)能增加減少動(dòng)能重力勢(shì)能減少增加彈性勢(shì)能動(dòng)能動(dòng)能彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能小結(jié)歸納動(dòng)能增加動(dòng)能重力勢(shì)能機(jī)械能守恒定律二探究1.小球僅受重力，僅有重力做功(1)求從A至B的過(guò)程中重力做的功；答案W＝mgΔh＝mg(h1－h(huán)2)＝mgh1－mgh2①(2)求物體在A、B處的機(jī)械能EA、EB；(3)比較物體在A、B處的機(jī)械能的大小.答案EA＝mgh1+

②答案EB＝mgh2+

③答案④由①④

mgh1+＝

mgh2+

機(jī)械能守恒定律二探究2.僅有重力做功的情況(1)求從1至2的過(guò)程中重力做的功；答案W＝mgΔh＝mg(h1－h(huán)2)＝mgh1－mgh2①(2)求物體在1、2處的機(jī)械能E1、E2；以地面為參考平面(3)比較物體在1、2處的機(jī)械能的大小.答案E1＝mgh1+

②答案E2＝mgh2+

③答案④由①④

mgh1+＝

mgh2+

小結(jié)歸納在中有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能保持不變思考：做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能一定守恒嗎？不一定FGFGFG物體在水平面上勻速，機(jī)械能不變向上勻速運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能增加向下勻速運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能減少機(jī)械能守恒定律二探究3.僅有彈簧彈力做功的情況光滑水平面上，彈簧的彈性勢(shì)能與小球的動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒定律二1.內(nèi)容：在只有

或

做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，

與

可以互相轉(zhuǎn)化，而

保持不變.重力彈力動(dòng)能勢(shì)能總的機(jī)械能2.機(jī)械能守恒的條件只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)對(duì)只有重力做功的理解(1)只受重力，如所有的拋體運(yùn)動(dòng)(2)受其他力，但其他力不做功。如物體沿光滑曲面、光滑斜面下滑(3)受其他力，其他力也做功，但其他力做功的代數(shù)和為零.如物體在沿斜面的拉力F的作用下沿斜面運(yùn)動(dòng)，若已知拉力與摩擦力的大小相等，方向相反，在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其機(jī)械能守恒.3.機(jī)械能守恒定律常用的三種表達(dá)式(1)從不同狀態(tài)看：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2(或E1＝E2)此式表示系統(tǒng)兩個(gè)狀態(tài)的機(jī)械能總量相等.(2)從能的轉(zhuǎn)化角度看：ΔEk＝－ΔEp此式表示系統(tǒng)動(dòng)能的增加(減少)量等于勢(shì)能的減少(增加)量.(3)從能的轉(zhuǎn)移角度看：ΔEA增＝ΔEB減此式表示系統(tǒng)A部分機(jī)械能的增加量等于系統(tǒng)剩余部分，即B部分機(jī)械能的減少量.機(jī)械能守恒定律二1.內(nèi)容：在只有

或

做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，

與

可以互相轉(zhuǎn)化，而

保持不變.重力彈力動(dòng)能勢(shì)能總的機(jī)械能2.機(jī)械能守恒的條件只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)對(duì)只有重力做功的理解(1)只受重力，如所有的拋體運(yùn)動(dòng)(2)受其他力，但其他力不做功。如物體沿光滑曲面、光滑斜面下滑(3)受其他力，其他力也做功，但其他力做功的代數(shù)和為零.如物體在沿斜面的拉力F的作用下沿斜面運(yùn)動(dòng)，若已知拉力與摩擦力的大小相等，方向相反，在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其機(jī)械能守恒.例1.

關(guān)于機(jī)械能是否守恒的敘述，正確的是()A．作勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能一定守恒。B．作勻變速運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能可能守恒C．物體沿斜面勻速下滑時(shí)，機(jī)械能一定守恒D．物體從高處以0.9g的加速度加速下落，機(jī)械能守恒√例2

如圖，質(zhì)量m＝50kg的跳水運(yùn)動(dòng)員從距水面高h(yuǎn)＝10m的跳臺(tái)上以v0＝5m/s的速度斜向上起跳，最終落入水中，若忽略運(yùn)動(dòng)員的身高，取g＝10m/s2，不計(jì)空氣阻力.求：(1)運(yùn)動(dòng)員在跳臺(tái)上時(shí)具有的重力勢(shì)能(以水面為零勢(shì)能參考平面)；(2)運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)的動(dòng)能；(3)運(yùn)動(dòng)員入水時(shí)的速度大小；入水時(shí)的速度大小與起跳時(shí)的方向有關(guān)嗎？例2

如圖，質(zhì)量m＝50kg的跳水運(yùn)動(dòng)員從距水面高h(yuǎn)＝10m的跳臺(tái)上以v0＝5m/s的速度斜向上起跳，最終落入水中，若忽略運(yùn)動(dòng)員的身高，取g＝10m/s2，不計(jì)空氣阻力.求：(1)運(yùn)動(dòng)員在跳臺(tái)上時(shí)具有的重力勢(shì)能(以水面為零勢(shì)能參考平面)；解析以水面為零勢(shì)能參考平面，則運(yùn)動(dòng)員在跳臺(tái)上時(shí)具有的重力勢(shì)能為Ep＝mgh＝5000J.答案5000J例2

如圖，質(zhì)量m＝50kg的跳水運(yùn)動(dòng)員從距水面高h(yuǎn)＝10m的跳臺(tái)上以v0＝5m/s的速度斜向上起跳，最終落入水中，若忽略運(yùn)動(dòng)員的身高，取g＝10m/s2，不計(jì)空氣阻力.求：(2)運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)的動(dòng)能；答案625J解析運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)的速度為v0＝5m/s，則運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)的動(dòng)能為例2如圖，質(zhì)量m＝50kg的跳水運(yùn)動(dòng)員從距水面高h(yuǎn)＝10m的跳臺(tái)上以v0＝5m/s的速度斜向上起跳，最終落入水中，若忽略運(yùn)動(dòng)員的身高，取g＝10m/s2，不計(jì)空氣阻力.求：(3)運(yùn)動(dòng)員入水時(shí)的速度大小；入水時(shí)的速度大小與起跳時(shí)的方向有關(guān)嗎？答案15m/s無(wú)關(guān)解析運(yùn)動(dòng)員從起跳到入水過(guò)程中，只有重力做功，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能守恒，則解得v＝15m/s.此速度大小與起跳時(shí)的方向無(wú)關(guān).機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用步驟（1）選取研究對(duì)象（物體或系統(tǒng)）（2）明確研究過(guò)程，正確分析過(guò)程中的受力，判斷是否符合機(jī)械能守恒的條件（3）根據(jù)機(jī)械能守恒定律列出方程求解.小結(jié)歸納

例3.把一個(gè)小球用細(xì)繩懸掛起來(lái)，就成為