機械能守恒定律+高一下物理人教版（2019）必修第二冊

第八章機械能守恒定律8.4機械能守恒定律追尋守恒量兩個同學(xué)下象棋，不小心棋盤被打翻了，一顆棋子找不到了，一位同學(xué)就找啊找，最終在房間的某個角落找到了，支持這位同學(xué)找下去的信念是什么?物體不會憑空消失，也不會憑空產(chǎn)生，物質(zhì)是守恒的。“有一個事實，如果你愿意，也可以說一條定律，支配著至今所知的一切自然現(xiàn)象……這條定律稱做能量守恒定律。它指出：有某一個量，我們把它稱為能量，在自然界經(jīng)歷的多種多樣的變化中它不變化。那是一個最抽象的概念......——諾貝爾物理學(xué)獎獲得者費恩曼ABhh‘伽利略理想斜面實驗小球速度變?yōu)?時的高度與它出發(fā)時的高度相同小球的運動有什么特點？小球高度降低的同時，速度在增加；高度升高的同時，速度在減小。在阻力可以忽略時，改變斜面的傾斜程度，小球也必將準確地終止于同它開始點相同的高度，決不會更高一點，也不會更低一點。說明某種“東西”在小球運動過程中是不變的，這個“東西”就是能量。伽利略理想斜面實驗ABCD一、追尋守恒量以下實例中哪些能量發(fā)生了相互轉(zhuǎn)化重力勢能:

Ep=mgh彈性勢能:動能EK勢能Ep機械能E=EK+EP1.單位：焦，J；2.標量；3.相對性，系統(tǒng)性；4.狀態(tài)量物體的動能和勢能之和稱為物體的機械能。二、機械能重力勢能轉(zhuǎn)化為動能vv動能轉(zhuǎn)化為重力勢能自由落體豎直上拋(上升)重力勢能減小動能增加動能減小重力勢能增加

動能和重力勢能間的轉(zhuǎn)化通過重力做功，動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化。一個質(zhì)量為m的物體自由下落，經(jīng)過高度為h1的A點時速度為V1，下落到高度為h2的B點時速度為V2。1.寫出物體在A點和B點時的機械能的表達式。2.并運用相關(guān)知識找出這兩個機械能之間的關(guān)系．(取地面為參考平面）h1v1v2mh2AB

動能和重力勢能間的轉(zhuǎn)化解得：EK2+EP2=EK1+EP1即：E2=E1A點:機械能E1=EK1+EP1動能定理：WG=EK2-EK1重力做功：WG=EP1-EP2B點:機械能E2=EK2+EP2h1v1v2mh2AB理論推導(dǎo)只有重力做功時，物體的機械能守恒。如果這個過程中有阻力或者其他力做功，E2=E1還成立嗎？分組練習(xí)：質(zhì)量為的m物體做豎直上拋、平拋運動，沿光滑斜面下滑、光滑曲面下滑，寫出物體在A點和B點時的機械能的表達式，并找出其關(guān)系。選地面為零勢能面。h2v1v2h1AB豎直上拋v0h1h2ABv1v2平拋運動h1BAh2v1v2沿光滑斜面下滑ABh1h2沿光滑曲面下滑在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而機械能的總量保持不變。只有重力做功：1.只受重力作用，重力做功2.受重力和其他力，其他力不做功3.受重力和其他力，其他力做功之和為0為什么小球不能擺到原來的高度？結(jié)論：

動能和重力勢能間的轉(zhuǎn)化v

動能和彈性勢能間的轉(zhuǎn)化在只有彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變通過彈力做功，動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化在只有重力和彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變。

在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機械能保持不變。內(nèi)容E2=E1即EK2+EP2=EK1+EP1ΔEk=

－ΔEp即EK2-EK1=EP1-EP2

表達式三、機械能守恒定律

系統(tǒng)：只有重力或彈力做功條件mgh2+mv22/2=mgh1+mv12/2

單個物體：只有重力做功判斷下列實例中機械能是否守恒勻速下落光滑水平面上運動的小球，把彈簧壓縮后又被彈回來。v鉛球在空中飛行（不計阻力）1.沿光滑不固定斜面滑下2.沿粗糙的固定斜面滑下若物體在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動？（１）從系統(tǒng)做功的角度：單個物體：只有重力做功，系統(tǒng)：只有重力或彈力做功。機械能守恒定律的條件的理解：（２）從能量轉(zhuǎn)化的角度：只有系統(tǒng)內(nèi)的動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，無其他形式能量（如內(nèi)能）參與轉(zhuǎn)化。BA（3）機械能的概念：看動能和勢能的和是否變化例題：把一個小球用細繩懸掛起來，就成為一個擺。擺長為l，最大偏角為θ。如果空氣阻力可以忽略，小球運動到最底位置時的速度是多大？θθhlFGBOA1、研究對象？研究過程如何？2、研究對象受力情況如何？對它做功嗎？3、你打算用什么方法？注意什么？如何列方程？末位置初位置由于整個過程中，只有重力做功，故小球機械能守恒。小球在最低點O時為末狀態(tài)：末狀態(tài)的機械能為：Ek2+Ep2=1/2mv2

根據(jù)機械能守恒定律有：Ek2+Ep2=Ek1+Ep1

即1/2mv2=mgl(1-cosθ)所以v=小球在最高點A時為初狀態(tài)：初狀態(tài)的機械能：Ek1+Ep1=mg(l-lcosθ)

把一個小球用細繩懸掛起來，就成為一個擺。擺長為l，最大偏角為θ。如果空氣阻力可以忽略，小球運動到最底位置時的速度是多大？選擇小球在最低位置時所在的水平面為參考平面。OBAθlGFT

小結(jié)：應(yīng)用機械能守恒定律解題步驟4、根據(jù)機械能守恒定律列出方程