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1、重力势能重力势能 弹性势弹性势能能 势能势能 动能动能 机械能机械能 第四节第四节 机械能守恒定律机械能守恒定律 撑杆跳 黄果树瀑布 重力势能减小 动能增加 起跳后，动能减小 势能增加 动能和势能之和（机械能）？ 机械能守恒（第1课时） 球的机械能守恒吗？ 小钢球小黑球 小球的动能与势能在动能与势能在 相互转化相互转化 2、物体的机械能守恒条件？ 利用传感器验证机 械能守恒定律实验 情景1 ： 小球的机械能守恒吗？ 1、重锤在运动的过程中，哪些力做功？ 机械能守恒的理论推导 小钢球从A点自由下落 证明： v 匀速下降 绳拉钢球在竖直 面内做圆周运动 （忽略空气阻力） 判断判断: :下列情景物体
2、机械能守恒吗？下列情景物体机械能守恒吗？ G F阻 G F拉 角度1：做功条件 空气阻力做功 动能不变，重力 势能减小， 所以机械能减小 角度2：机械能 机械能不守恒 黑小球摆动 机械能守恒 机械能不守恒 判断机械能守恒方法判断机械能守恒方法 1 1、做功条件、做功条件 2 2、增减情况、增减情况 3 3、只有动能和势能的相互转化、只有动能和势能的相互转化 问题1、小球的机械能守恒吗？ 小球的动能动能和弹簧的弹性势能弹性势能相互转化 情景2 ： 问题2、小球和弹簧的机械能守恒吗？ 小球和弹簧组成的“系统” 机械能守恒？ 小球机械能不守恒 问题3、物体或系统的机械能守恒条件？ 系统机械能守恒 小
3、球沿光滑水 平面 压缩弹簧 判断判断: :下列情景物体（或系统）机械能守恒吗？下列情景物体（或系统）机械能守恒吗？ 系统机械能守恒 判断机械能守恒方法判断机械能守恒方法 1 1、做功条件、做功条件 2 2、增减情况、增减情况 3 3、只有动能和势能的相互转化、只有动能和势能的相互转化 系统机械能守恒 将一个质量为2.0Kg的小球从离地面15m高 的地方水平抛出，抛出时小球速度为10m/s ，(忽略空气对小球的阻力)。求小球落地时 的速度大小？ h1 v2 v1 A 抛出，落地速度会变斜向上拓展：若将此小球 )或不变 大、小_( 黑板板书 物体的机械能守恒条件： 只有重力做功 在只有弹力做功的情
4、况下，弹弹 簧与物体组成的系统簧与物体组成的系统机械能守恒。 【内容】在只有重力（或弹簧弹力）做功的情 形下，物体（或系统）的动能和势能发生相互转 化，但机械能的总量保持不变。 H 二.机械能守恒定律 【内容】在只有重力（或弹簧弹力）做功的情形下， 物体（或系统）的动能和势能发生相互转化，但机械 能的总量保持不变。 【表达式】 从三个不同角度认识机械能守恒定律 2.转化角度（动能和势能转化）： 3.转移角度（系统内物体间）： 1.守恒角度（总量）： 注意：是否要选择零势能面； 区分好增加量、减少量。 1、做功角度： 只有重力（或弹簧弹力）做功。 2、能量转化角度： 只有动能和势能的相互转化，和
5、外界没有发生机 械能的传递，也没有转变为其他形式的能（如内能、 化学能等） 机械能守恒的条件 【说明】所谓守恒，是指物体（系统）的机械能在任 意时刻都保持不变。 机械能守恒条件 v H 第四节第四节 机械能守恒定律机械能守恒定律 【例题】【例题】 如图，桌面距地面0.8m，一物体质量为2kg， 从距桌面高为0.4m处静止释放，以为桌面为 参考面，求 （1）物体落地的速度大小。 （2）物体经过桌面时的机械能。 （3）物体刚好落地时的机械能。 第四节第四节 机械能守恒定律机械能守恒定律 【例题】【例题】如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上 ，在弹簧压缩到最短的整个过程中，下列叙述中正确的是
6、： A.重力势能和动能之和保持不变； B.重力势能和弹性势能之和保持不变； C.动能和弹性势能之和保持不变； D.重力势能、弹性势能和动能之和保持不变。 【答案】【答案】D D 第四节第四节 机械能守恒定律机械能守恒定律 3，如图1所示，一轻弹簧固定于O点，另一端系一重 物，将重物从与悬点O在同一高度且弹簧保持原长的A 点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重 物由A点摆向最低点的过程中： A重物的重力势能减少； B重物的重力势能增加； C重物的机械能不变； D重物的机械能减少。 4，把一个小球用细线悬挂与O点，线长为L，由A点静 止释放，已知OA偏离竖直方向夹角为经过最低点B， 到达
7、对面某一位置C，求： (1)小球到达B点的速度大小， (2)小球到达对面C点的位置。 第四节第四节 机械能守恒定律机械能守恒定律 A B 4、如图所示是螺旋型翻滚过山车轨道，小车质量为 100kg，若它能安全通过半径R为4m的竖直面圆轨道最高 点A，小车至少要在离地面多高处滑下？（g=10m/s2，不 考虑空气阻力和摩擦阻力） C 初位置 末位置 2R 至少 最高点 h B A 5，如图为翻滚过山车示意图，圆轨道的半径为10m， 为了安全，则过山车由静止开始向下运动时离地至少 多高？（不考虑空气阻力和摩擦阻力） 第四节第四节 机械能守恒定律机械能守恒定律 物体的质量为m，沿着光滑的轨道滑下轨道
8、 形状如图，与斜轨道相接的圆轨道半径为R 要使物体沿光滑的圆轨道恰能通过最高点 物体应从离轨道最低处多高的地方由静止 开始滑下？ 第四节第四节 机械能守恒定律机械能守恒定律 【小结】【小结】 1. 1.机械能守恒定律机械能守恒定律 在只有重力做功只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能 发生相互转化，但机械能的总量保持不变机械能的总量保持不变。 2. 2.机械能守恒是有条件条件的：只有重力（或弹力）做功只有重力（或弹力）做功 3. 3.机械能守恒是对系统的：机械能守恒是对系统的：物体和地球组成的系统 利用传感器验证机械能守恒定律实验 水 平 尺 摆锤 光电门 背景板 固定夹 4、如图所示是螺
9、旋型翻滚过山车轨道，小车质量为 100kg，若它能安全通过半径R为4m的竖直面圆轨道最高 点A，小车至少要在离地面多高处滑下？（g=10m/s2） C 初位置 末位置 2R 至少 最高点 解：对小车，忽略阻力的影响， 从开始下滑处到圆轨道最高点，只有重力做功。 选轨道最低点为零势能面， 小球在A: EA= mvA2/2 +mg2R 小球在B: EB=mgh 由机械能守恒定律有： EA=EB 即mvA2/2 +mg2R =mgh 小球恰能通过圆轨道最高点A ，则 mg= mvA2/2 初位置末位置 2R 1 2 12 由 解得:h=5R/2 小车至少要在离地面5R/2高处滑下。 4、机械能守恒定
10、律的条件： 只有重力或弹力做功,而没有受到其他外力作用 （1）从做功的角度看，只有重力（或弹力）做功，机械能守 恒 a只有重力做功，单个物体的动能和重力势能相互转化，物 体的机械能守恒 b只有弹簧的弹力做功，物体的动能和弹簧的弹性势能相互 转化，物体与弹簧组成的系统机械能守恒 c只有重力和弹簧的弹力做功，物体的动能和重力势能与弹 簧的弹性势能相互转化，物体和弹簧组成的系统机械能守恒 （）从能量转化角度看，只有系统内动能和势能的相互 转化，无其他形式能量的转化，系统机械能守恒 （）合外力为零，机械能不一定守恒 （）合外力做功为零，机械能不一定为零 讨论与交流 判断下列各题中物体的机械能是否守恒？
11、 将小球斜抛出去后(不计阻力)木块沿光滑斜面下滑 降落伞匀速下降 GG G G F F F 小球在绳子牵引下在竖 直平面内做圆周运动 物体的机械能守恒条件： 只有重力做功 小球的动能与势能在动能与势能在 相互转化相互转化 区别只受重力、只有重力做功 第四节第四节 机械能守恒定律机械能守恒定律 【例题】【例题】判断下列各题中物体的机械能是否守恒？ 判断判断: :下列情景物体（或系统）机械能守恒吗？下列情景物体（或系统）机械能守恒吗？ 沿光滑斜面下滑抛体运动匀速向上运动 轨道光滑 竖直平 面内圆 周运动 （忽略 空气阻 力） 只有重力做功，但不表示物体只受重力只有重力做功，但不表示物体只受重力，物体可，物体可 以受其它的力，只要其它的力不做功。以受其它的力，只要其它的力不做功。 G N G G N G T G T 1、做功角度：只有重力（或弹簧弹力）做功。 只受到重力、弹簧弹力； 还受到其它力（内力、外力）作用，但其它力不做 功； 还受到其它力（内力、外力）作用，其它力做功， 但总功（代数和）为零； 2、能量转化角度：只有动能和势能的相互转化，和 外界没有发生机械能的传递，也没有转变为其他形式 的能（如内能、化学能等）； 机械能守恒的条件 【说明】所谓守恒，是指物体（系统）的机械能在任 意时刻都保持不变。
