《2017-2018学年高中物理第7章机械能守恒定律第8节机械能守恒定律课件新人教版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中物理第7章机械能守恒定律第8节机械能守恒定律课件新人教版必修2（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第8节节 机械能守恒定律学习目标核心提炼1.知道什么是机械能，知道物体的动能和势 能可以相互转化。1个定律 机械能守恒定 律 1个条件 机械能守恒条 件2.会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中 的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容 ，知道它的含义和适用条件。3.在具体问题中，能判定机械能是否守恒， 并能应用机械能守恒定律解决简单问题 。一、动动能与势势能的相互转转化阅读阅读 教材第7576页页“动动能与势势能的相互转转化”部分，结结合图图7.81和图图7.82体会动动能与势势能之间间的相互转转化。1.重力势势能与动动能：只有重力做功时时，若重力对对物体做正功，则则物体的重力势势能_，动动能_
2、，_转转化成了动动能；若重力做负负功，则则_转转化为为_。减少增加重力势势能动动能重力势势能2.弹弹性势势能与动动能：只有弹弹簧弹弹力做功时时，若弹弹力做正功，则弹则弹 簧弹弹性势势能_，物体的动动能_，_转转化为动为动 能。减少增加弹弹性势势能3.机械能：(1)定义义：_、弹弹性势势能和_的总总称，表达式为为EEkEp。(2)机械能存在形式的改变变：通过过_或_做功，机械能可以从一种形式转转化成另一种形式。重力势势能动动能重力弹弹力思维维拓展(1)如图图1所示，物体沿光滑斜面下滑，物体的重力势势能如何变变化，动动能如何变变化？当物体以某一初速度沿着光滑斜面上滑时时，物体的重力势势能如何变变化
3、，动动能如何变变化？图图1(2)如图图2所示，在光滑水平面上，被压缩压缩 的弹弹簧恢复原来形状的过过程，弹弹性势势能如何变变化？弹弹出的物体的动动能如何变变化？当物体以某一初速度压缩弹压缩弹 簧时时，弹弹性势势能如何变变化，物体的动动能如何变变化？图图2答案 (1)下滑时时，物体的高度降低了，重力势势能减少。物体的速度增大了，即物体的动动能增加；上滑时时，物体的重力势势能增加，动动能减少。(2)被压缩压缩 的弹弹簧恢复原来形状时时，弹弹性势势能减少，被弹弹出的物体的动动能增加；当物体压缩弹压缩弹 簧时时，弹弹性势势能增加，物体的动动能减少。二、机械能守恒定律阅读阅读 教材第7677页页“机械能
4、守恒定律”部分，知道机械能守恒定律，初步了解机械能守恒的条件。1.推导导如图图3所示，物体沿光滑斜面从A滑到B。图图3(1)由动动能定理：WG_。(2)由重力做功与重力势势能的关系：WG_。由以上两式可得Ek2Ek1Ep1Ep2，即Ek2Ep2Ek1Ep1。结论结论 ：在只有_做功时时，小球的机械能_。Ek2Ek1Ep1Ep2重力保持不变变2.内容：在只有_或_做功的物体系统统内，动动能与势势能可以相互转转化，而总总的机械能_。3.表达式：Ek2Ep2_，即E2_。重力弹弹力保持不变变Ek1Ep1E1思考判断(1)通过过重力做功，可以实现动实现动 能与重力势势能的相互转转化。( )(2)物体的
5、机械能一定是正值值。( )(3)合力为为零，物体的机械能一定守恒。( )(4)合力做功为为零，物体的机械能一定守恒。( )(5)人乘电电梯匀速上升的过过程，机械能守恒。( )要点归纳归纳 机械能守恒条件的理解1.从能量特点看，系统统内部只发发生动动能和势势能的相互转转化，无其他形式能量(如内能)之间转间转 化，系统统机械能守恒。2.从做功角度来看，只有重力做功或系统弹统弹 力做功，系统统机械能守恒，具体表现为现为 ：做功条件例证只有重力(或弹簧弹力)做功所有做抛体运动的物体(不计空气阻力) ，机械能守恒除重力、弹力外还受其他 力，但其他力不做功如物体沿光滑的曲面下滑，尽管受到支 持力，但支持力
6、不做功只有重 力和系 统内的 弹力做 功如图，小球在摆动过 程中线的拉力不做功，如 不计空气 阻力，只有重力做功，小球的机械能守恒 如图，所有摩擦不计，A自B上自由下滑过程中 ，只有重 力和A、B间弹力做功，A、B组成的系统机械 能守恒。 但对B来说，A对B的弹力做功，但这个力对B 来说是 外力，B的机械能不守恒 如图，不计空气阻力，球在运动过程中，只有 重力和 弹簧与球间的弹力做功，球与弹簧组成的系统 机械能 守恒。但对球来说，机械能不守恒 其他力 做功， 但做功 的代数 和为零如图所示，A、B构成的系统，忽略绳的质量 与滑轮间 的摩擦，在A向下，B向上运动过程中，FA和FB 都做功， 有W
7、AWB0，不存在机械能与其他形式的能 的转化， 则A、B系统机械能守恒精典示例例1 (2017吉林高一检测检测 )下列实实例中的运动动物体，机械能守恒的是(均不计计空气阻力)( ) A.被起重机吊起的货货物正在加速上升B.物体水平抛出去C.物体沿粗糙斜面匀速下滑D.一个轻质弹轻质弹 簧上端固定，下端系一重物，重物沿竖竖直方向做上下振动动思路探究(1)机械能守恒的条件是：系统统内只有_或_做功。(2)做匀速直线线运动动的物体的机械能是一定守恒，还还是一定不守恒？提示 (1)重力 弹弹力(2)做匀速直线线运动动的物体的动动能不变变，若势势能不变变，则则机械能守恒；若势势能变变化，则则机械能不守恒。
8、解析 起重机吊起货物做匀加速上升运动，起重机对物体做正功，机械能增加，故A错误；平抛运动只有重力做功，机械能守恒，故B正确；沿着粗糙斜面(斜面固定不动)匀速下滑的物体，摩擦力做负功，机械能减少，故不守恒，故C错误；轻质弹簧上端悬挂，重物系在弹簧的下端做上下振动过程中只有重力和系统内弹力做功，故系统机械能守恒，但物体机械能不守恒，故D错误。答案 B针对训练针对训练 1 (多选选)如图图4所示，弹弹簧固定在地面上，一小球从它的正上方A处处自由下落，到达B处处开始与弹弹簧接触，到达C处处速度为为0，不计计空气阻力，则则在小球从B到C的过过程中( ) 图图4A.弹弹簧的弹弹性势势能不断增大B.弹弹簧的
9、弹弹性势势能不断减小C.小球和弹弹簧组组成的系统统机械能不断减小D.小球和弹弹簧组组成的系统统机械能保持不变变解析 从B到C，小球克服弹力做功，弹簧的弹性势能不断增加，A正确，B错误；对小球、弹簧组成的系统，只有重力和系统内弹力做功，系统机械能守恒，C错误，D正确。答案 AD要点归纳归纳 机械能守恒定律的应应用1.机械能守恒定律的不同表达式表达式物理意义从不同 状态看Ek1Ep1Ek2Ep2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Ek2Ek1Ep1Ep2或 EkEp过程中动能的增加量等于 势能的减少量从转移 角度看EA2EA1EB1EB2 或EAEB系统只有A、B两物体时
10、，A增加的机械能等于B 减少的机械能2.应应用机械能守恒定律的解题题步骤骤精典示例例2 如图图5所示，质质量m2 kg的小球用长长L1.05 m的轻质细绳悬轻质细绳悬 挂在距水平地面高H6.05 m 的O点。现现将细绳细绳 拉直至水平状态态，自A点无初速度释释放小球，运动动至悬悬点O的正下方B点时细绳时细绳 恰好断裂，接着小球做平抛运动动，落至水平地面上C点。不计计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求：图图5(1)细绳细绳 能承受的最大拉力；(2)细绳细绳 断裂后小球在空中运动动所用的时间时间；(3)小球落地瞬间间速度的大小。答案 (1)60 N (2)1 s (3)11 m/s针对训练
11、针对训练 2 如图图6所示，质质量为为m的物体，以某一初速度从A点向下沿光滑的轨轨道运动动，不计计空气阻力，若物体通过轨过轨 道最低点B时时的速度为为 ，求：图图6(1)物体在A点时时的速度大小；(2)物体离开C点后还还能上升多高。要点归纳归纳 多个物体组成的系统机械能守恒问题多个物体组组成的系统统机械能守恒问题问题 的解题题思路(1)首先分析多个物体组组成的系统统所受的外力是否只有重力或弹弹力做功，内力是否造成了机械能与其他形式能的转转化，从而判断系统统机械能是否守恒。(2)若系统统机械能守恒，则则机械能从一个物体转转移到另一个物体，E1E2，一个物体机械能增加，则则一定有另一个物体机械能减
12、少。精典示例例3 如图图7所示，可视为质视为质 点的小球A、B用不可伸长长的细软轻线连细软轻线连 接，跨过过固定在地面上半径为为R的光滑圆圆柱，A的质质量为为B的两倍。当B位于地面时时，A恰与圆圆柱轴轴心等高。将A由静止释释放，B上升的最大高度是( )图图7答案 C针对训练针对训练 3 如图图8所示，轻绳连轻绳连 接A、B两物体，A物体悬悬在空中距地面H高处处，B物体放在水平面上。若A物体质质量是B物体质质量的2倍，不计计一切摩擦。由静止释释放A物体，以地面为为零势势能参考面。当A的动动能与其重力势势能相等时时，A距地面的高度是()图图8答案 B1.(机械能守恒的判断)(多选选)图图9各图图中
13、机械能守恒的是( )图图9A.甲图图中，物体A将弹弹簧压缩压缩 的过过程中，A机械能守恒B.乙图图中，在大小等于摩擦力的拉力下沿斜面下滑时时，物体B机械能守恒C.丙图图中，不计计任何阻力时时A加速下落，B加速上升过过程中，A、B机械能守恒D.丁图图中，小球沿水平面做匀速圆圆周运动时动时 ，小球的机械能守恒解析 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，A错；乙图中物体B除受重力外，还受弹力、拉力、摩擦力，但除重力之外的三个力做功代数和为零，机械能守恒，B对；丙图中绳子张力对A做负功，对B做正功，代数和为零，A、B机械能守恒，C对；丁图中动能不变，势能不变，机
14、械能守恒，D对。答案 BCD2.(重力势势能和动动能的转转化)(2017南阳高一检检)(多选选)两个质质量不同的小铁块铁块 A和B，分别别从高度相同的都是光滑的斜面和圆圆弧面的顶顶点滑向底部，如图图10所示。如果它们们的初速度都为为0，则则下列说说法正确的是( )图图10A.下滑过过程中重力所做的功相等B.它们们到达底部时动时动 能相等C.它们们到达底部时时速率相等D.它们们在最高点时时的机械能和它们们到达最低点时时的机械能大小各自相等答案 CD3.(重力势势能、弹弹性势势能和动动能的转转化)(2017泉州高一检测检测 )(多选选)如图图11所示，一轻弹轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物
15、从与悬悬点O在同一水平面且弹弹簧保持原长长的A点无初速度释释放，让让它自由摆摆下，不计计空气阻力。在重物由A点摆摆向最低点B的过过程中，下列说说法正确的是( )图图11A.重物的机械能守恒B.重物的机械能减少C.重物的重力势势能与弹弹簧的弹弹性势势能之和不变变D.重物与弹弹簧组组成的系统统机械能守恒解析 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，所以重物的机械能减少，故A错误，B正确；此过程中，由于只有重力和弹簧的弹力做功，所以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 BD4.(物体机械能守恒的判断)(多选选)如图图12所示，在两个质质量分别为别为 m和2m的小球a和b之间间，用一根长长为为L的轻轻杆连连接(杆的质质量不计计)，两小球可绕绕穿过过杆中心O的水平轴轴无摩擦地转动转动 。现让轻现让轻 杆处处于水平位置，然后无初速度释释放，重球b向下，轻轻球a向上，产产生转动转动 ，在杆转转至竖竖直的过过程中( )图图12A.b球的重力势势能减少，动动能增加B.a球的重力势势能增加，动动能增加C.a球和b球的总总机械能守恒D.a球和b球的总总机械能不守恒解析
