机械能守恒定律—【新教材】人教版高中物理必修第二册课件1

第八章机械能守恒定律8.4机械能守恒定律必修二【学习目标】1.了解人们追寻守恒量和建立“能量”概念的漫长过程.2.知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化.3.能够推导出机械能守恒定律4.会判断一个过程机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题.【知识梳理】一、动能与势能的相互转化二、机械能守恒定律三、机械能守恒定律的应用问题情境1射箭时，发生弹性形变的弓恢复原状时弹性势能减小了，减小的弹性势能到哪儿去了？弹性势能减少，转化成箭的动能追寻守恒量一问题情境2：滚摆下降时，能量如何转化？上升时，能量又是如何转化的？下降：重力势能转化成动能上升：动能转化成重力势能1.弹性势能与动能的转化弹力对物体做正功，则弹性势能，动能，弹簧的转化为物体的；弹力对物体做负功，则弹性势能，动能，物体的转化为弹簧的.2.重力势能与动能的转化重力对物体做正功，则物体的重力势能，物体的转化为；重力对物体做负功，则物体的重力势能，物体的转化为.3.机械能：、与统称为机械能.减少增加重力势能动能增加减少动能重力势能减少增加弹性势能动能动能弹性势能弹性势能小结归纳动能增加动能重力势能8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)机械能守恒定律二探究1.小球仅受重力，仅有重力做功(1)求从A至B的过程中重力做的功；答案W＝mgΔh＝mg(h1－h2)＝mgh1－mgh2①(2)求物体在A、B处的机械能EA、EB；(3)比较物体在A、B处的机械能的大小.答案EA＝mgh1+②2121mv答案EB＝mgh2+③2221mv21222121mvmvW由动能定理答案④由①④mgh1+＝mgh2+2121mv2221mv8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)机械能守恒定律二探究2.仅有重力做功的情况(1)求从1至2的过程中重力做的功；答案W＝mgΔh＝mg(h1－h2)＝mgh1－mgh2①(2)求物体在1、2处的机械能E1、E2；以地面为参考平面(3)比较物体在1、2处的机械能的大小.答案E1＝mgh1+②2121mv答案E2＝mgh2+③2221mv21222121mvmvW由动能定理答案④由①④mgh1+＝mgh2+2121mv2221mv8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)小结归纳在中有重力做功的物体系统内，动能和势能相互转化，但总的机械能保持不变8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)思考：做匀速直线运动的物体机械能一定守恒吗？不一定FGFGFG物体在水平面上匀速，机械能不变向上匀速运动，机械能增加向下匀速运动，机械能减少8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)机械能守恒定律二探究3.仅有弹簧弹力做功的情况光滑水平面上，弹簧的弹性势能与小球的动能相互转化，机械能守恒8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)机械能守恒定律二1.内容：在只有或做功的物体系统内，与可以互相转化，而保持不变.重力弹力动能势能总的机械能2.机械能守恒的条件只有重力或弹力做功的物体系统对只有重力做功的理解(1)只受重力，如所有的抛体运动(2)受其他力，但其他力不做功。如物体沿光滑曲面、光滑斜面下滑(3)受其他力，其他力也做功，但其他力做功的代数和为零.如物体在沿斜面的拉力F的作用下沿斜面运动，若已知拉力与摩擦力的大小相等，方向相反，在此运动过程中，其机械能守恒.8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)3.机械能守恒定律常用的三种表达式(1)从不同状态看：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2(或E1＝E2)此式表示系统两个状态的机械能总量相等.(2)从能的转化角度看：ΔEk＝－ΔEp此式表示系统动能的增加(减少)量等于势能的减少(增加)量.(3)从能的转移角度看：ΔEA增＝ΔEB减此式表示系统A部分机械能的增加量等于系统剩余部分，即B部分机械能的减少量.8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)机械能守恒定律二1.内容：在只有或做功的物体系统内，与可以互相转化，而保持不变.重力弹力动能势能总的机械能2.机械能守恒的条件只有重力或弹力做功的物体系统对只有重力做功的理解(1)只受重力，如所有的抛体运动(2)受其他力，但其他力不做功。如物体沿光滑曲面、光滑斜面下滑(3)受其他力，其他力也做功，但其他力做功的代数和为零.如物体在沿斜面的拉力F的作用下沿斜面运动，若已知拉力与摩擦力的大小相等，方向相反，在此运动过程中，其机械能守恒.8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)例1.关于机械能是否守恒的叙述，正确的是()A．作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒。B．作匀变速运动的物体机械能可能守恒C．物体沿斜面匀速下滑时，机械能一定守恒D．物体从高处以0.9g的加速度加速下落，机械能守恒√8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)例2如图，质量m＝50kg的跳水运动员从距水面高h＝10m的跳台上以v0＝5m/s的速度斜向上起跳，最终落入水中，若忽略运动员的身高，取g＝10m/s2，不计空气阻力.求：(1)运动员在跳台上时具有的重力势能(以水面为零势能参考平面)；(2)运动员起跳时的动能；(3)运动员入水时的速度大小；入水时的速度大小与起跳时的方向有关吗？8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)8.4机械能守恒定律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)例2如图，质量m＝50kg的跳水运动员从距水面高h＝10m的跳台上以v0＝5m/s的速度斜向上起跳，最终落入水中，若忽略运动员的身高，取g＝10m/s2，不计空气阻力.求：(1)运动员在跳台上时具有的重力势能(以水面为零势能参考平面)；解析以水面为零势能参考平面，则运动员在跳台上时具有的重力势能为Ep＝mgh＝5000J.答案5000J例2如图，质量m＝50kg的跳水运动员从距水面高h＝10m的跳台上以v0＝5m/s的速度斜向上起跳，最终落入水中，若忽略运动员的身高，取g＝10m/s2，不计空气阻力.求：(2)运动员起跳时的动能；答案625J解析运动员起跳时的速度为v0＝5m/s，则运动员起跳时的动能为JmvEk6252120例2如图，质量m＝50kg的跳水运动员从距水面高h＝10m的跳台上以v0＝5m/s的速度斜向上起跳，最终落入水中，若忽略运动员的身高，取g＝10m/s2，不计空气阻力.求：(3)运动员入水时的速度大小；入水时的速度大小与起跳时的方向有关吗？答案15m/s无关解析运动员从起跳到入水过程中，只有重力做功，运动员的机械能守恒，则解得v＝15m/s.此速度大小与起跳时的方向无关.2202121mvmvmgh机械能守恒定律的应用步骤（1）选取研究对象（物体或系统）（2）明确研究过程，正确分析过程中的受力，判断是否符合机械能守恒的条件（3）根据机械能守恒定律列出方程求解.小结归纳例3.把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图），摆长为最大偏角为θ，如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度是多大？lcos12gl总结提升1.动能与势能的相互转化重力做功重力势能的变化弹力做功弹性势能的变化2.机械能守恒定律（1）内容（2）三种表达式（3）三种表达式3.机械能守恒定律的应用课后思考机械能守恒定律和动能定理应用时的区别与联系