《江蘇省海頭高級中學高一物理下學期《第七章 機械能守恒定律》課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《江蘇省海頭高級中學高一物理下學期《第七章 機械能守恒定律》課件（35頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第八節(jié)機械能守恒定律第八節(jié)機械能守恒定律學習目標：學習目標：1.能夠分析動能和勢能之間的相互轉化問能夠分析動能和勢能之間的相互轉化問題題2能夠推導機械能守恒定律能夠推導機械能守恒定律3.會根據(jù)機械能守恒的條件判斷機械能是否守恒會根據(jù)機械能守恒的條件判斷機械能是否守恒/4能運用機械能守恒定律解決有關問題，并領會運用能運用機械能守恒定律解決有關問題，并領會運用機械能守恒定律解決問題的優(yōu)越性機械能守恒定律解決問題的優(yōu)越性重點難點：重點難點：1.對機械能守恒條件的理解對機械能守恒條件的理解2應用機械能守恒定律分析、解決實際問題應用機械能守恒定律分析、解決實際問題新知初探新知初探自主學習自主學習 一、動

2、能與勢能的相互轉化一、動能與勢能的相互轉化 自主探究自主探究 1.動能與重力勢能間的轉化動能與重力勢能間的轉化物體自由下落或沿光滑斜面下滑時物體自由下落或沿光滑斜面下滑時,重力做正重力做正功功,_能轉化為能轉化為_能；能；物體由于慣性豎直上升或沿光滑斜面上升物體由于慣性豎直上升或沿光滑斜面上升,重重力勢能做負功力勢能做負功, _能轉化為能轉化為_能能重力勢重力勢動動動動重力勢重力勢2.動能與彈性勢能間的轉化動能與彈性勢能間的轉化被壓縮的彈簧當恢復原狀時被壓縮的彈簧當恢復原狀時,彈簧的彈力做正功彈簧的彈力做正功,_能轉化為能轉化為_能；能；運動的物體在壓縮彈簧時，彈簧的彈力做負功運動的物體在壓縮

3、彈簧時，彈簧的彈力做負功, _能轉化為能轉化為_能能彈性勢彈性勢動動動動彈性勢彈性勢成功發(fā)現(xiàn)成功發(fā)現(xiàn)1.在只有在只有_做功時，動能與重力勢能間發(fā)生相做功時，動能與重力勢能間發(fā)生相互轉化；互轉化；2.在只有在只有_做功時，動能與彈性勢能間發(fā)生相做功時，動能與彈性勢能間發(fā)生相互轉化；互轉化；3.機械能：重力勢能、彈性勢能和機械能：重力勢能、彈性勢能和_統(tǒng)稱統(tǒng)稱為機械能為機械能.重力重力彈力彈力動能動能 二、機械能守恒定律二、機械能守恒定律 自主探究自主探究 動能與勢能相互轉化中遵守的規(guī)律動能與勢能相互轉化中遵守的規(guī)律(以動能與重力勢能以動能與重力勢能的相互轉化為例的相互轉化為例)圖圖781物體沿如

4、圖物體沿如圖781所示的光滑曲面從所示的光滑曲面從A點滑到點滑到B點的過點的過程中程中,只有重力做功只有重力做功.設在設在A、B兩點的動能分別為兩點的動能分別為Ek1、Ek2，重力勢能分別為重力勢能分別為Ep1、Ep2.由動能定理得：由動能定理得：WG _由重力做功與重力勢能的關系得由重力做功與重力勢能的關系得:WG _由以上兩式得：由以上兩式得：Ek2Ep2 _ 或或E2E1即：在只有即：在只有_做功的物體系統(tǒng)內做功的物體系統(tǒng)內,動能與重動能與重力勢能可以相互轉化力勢能可以相互轉化,而總的機械能保持而總的機械能保持_同理同理,在只有在只有_做功的物體系統(tǒng)內做功的物體系統(tǒng)內,動能與彈性勢能動能

5、與彈性勢能可以相互轉化可以相互轉化,而總的機械能保持而總的機械能保持_.Ek2Ek1Ep1Ep2Ek1Ep1重力重力不變不變彈力彈力不變不變成功發(fā)現(xiàn)成功發(fā)現(xiàn)機械能守恒定律機械能守恒定律1.內容：在只有內容：在只有_做功的物體系統(tǒng)內做功的物體系統(tǒng)內,動能動能與勢能可以互相轉化，而總的機械能保持不變與勢能可以互相轉化，而總的機械能保持不變.2.表達式：表達式：Ek2Ep2Ek1Ep1或或E2E1 3.成立條件成立條件:除重力和彈力以外除重力和彈力以外,其他力其他力_,或做或做的總功為零的總功為零.重力或彈力重力或彈力不做功不做功要 點 探 究要 點 探 究 講 練 互 動講 練 互 動對機械能守恒

6、定律的理解對機械能守恒定律的理解1.研究對象研究對象(1)當只有重力做功時，可取一個物體當只有重力做功時，可取一個物體(其實是物體與其實是物體與地球構成的系統(tǒng)地球構成的系統(tǒng))作為研究對象作為研究對象(2)當物體之間有彈力做功時，必須將這幾個物體構成當物體之間有彈力做功時，必須將這幾個物體構成的系統(tǒng)作為研究對象的系統(tǒng)作為研究對象(使這些彈力成為系統(tǒng)內力使這些彈力成為系統(tǒng)內力)2.適用條件適用條件(1)從能量轉化的角度看，只有系統(tǒng)內動能和勢能相互從能量轉化的角度看，只有系統(tǒng)內動能和勢能相互轉化，沒有與其他形式能量轉化，沒有與其他形式能量(如內能如內能)之間的轉化之間的轉化(2)從系統(tǒng)的內、外力做功

7、的角度看，只有重力或系統(tǒng)從系統(tǒng)的內、外力做功的角度看，只有重力或系統(tǒng)內的彈力做功，具體表現(xiàn)為三種情況：內的彈力做功，具體表現(xiàn)為三種情況：只受重力只受重力(或系統(tǒng)內彈力，不受其他力或系統(tǒng)內彈力，不受其他力)還受其他力，但其他力不做功還受其他力，但其他力不做功其他力做功，但做功的代數(shù)和為零其他力做功，但做功的代數(shù)和為零3.守恒思想守恒思想機械能守恒是指系統(tǒng)的機械能每時每刻都不變機械能守恒是指系統(tǒng)的機械能每時每刻都不變,系系統(tǒng)內的動能和勢能之間可以相互轉化統(tǒng)內的動能和勢能之間可以相互轉化,即即Ekep,系統(tǒng)與外界沒有能量交換和轉化系統(tǒng)與外界沒有能量交換和轉化.與機械能不與機械能不變的含義是不同的，機

8、械能不變變的含義是不同的，機械能不變,則是可以與外界則是可以與外界有能量的交換與轉化有能量的交換與轉化4.表達式意義表達式意義(1)從能量守恒的角度：從能量守恒的角度：E1E2或或EE2E10，前，前者表示前、后兩狀態(tài)的機械能相等，后者表示系統(tǒng)的者表示前、后兩狀態(tài)的機械能相等，后者表示系統(tǒng)的機械能沒變化機械能沒變化(2)從能量轉化的角度：從能量轉化的角度：EkEp或或EpEk.前前者表示系統(tǒng)增加的動能等于減少的勢能者表示系統(tǒng)增加的動能等于減少的勢能,后者表示系統(tǒng)后者表示系統(tǒng)增加的勢能等于減少的動能增加的勢能等于減少的動能(3)從機械能轉移的角度：從機械能轉移的角度：EAEB或或EBEA，前者表

9、示系統(tǒng)內物體前者表示系統(tǒng)內物體A的機械能增加等于物體的機械能增加等于物體B的機械的機械能減少，后者表示能減少，后者表示B物體的機械能增加量等于物體的機械能增加量等于A物體機物體機械能的減少量械能的減少量 (2012冀州中學高一檢測冀州中學高一檢測)下列運動過程滿足下列運動過程滿足機械能守恒的是機械能守恒的是()A電梯勻速下降過程電梯勻速下降過程B起重機吊起重物過程起重機吊起重物過程C物體做自由落體運動過程物體做自由落體運動過程D考慮阻力條件下滑雪者沿斜面下滑過程考慮阻力條件下滑雪者沿斜面下滑過程例例1【精講精析精講精析】機械能守恒的條件是只有重力做功，機械能守恒的條件是只有重力做功，只發(fā)生動能

10、和勢能的轉化，電梯勻速下降過程中，重只發(fā)生動能和勢能的轉化，電梯勻速下降過程中，重力做正功，拉力做負功，機械能減少，力做正功，拉力做負功，機械能減少，A錯誤；起重錯誤；起重機吊起重物過程，重力做負功，拉力做正功，機械能機吊起重物過程，重力做負功，拉力做正功，機械能增加，增加，B錯誤；物體做自由落體運動過程，只有重力錯誤；物體做自由落體運動過程，只有重力做功，機械能守恒，做功，機械能守恒，C正確；考慮阻力條件下滑雪者正確；考慮阻力條件下滑雪者沿斜面下滑過程，重力做正功，支持力不做功，滑動沿斜面下滑過程，重力做正功，支持力不做功，滑動摩擦力做負功，機械能減少，摩擦力做負功，機械能減少，D錯誤錯誤【

11、答案答案】C【方法總結方法總結】判斷機械能是否守恒的兩種常用方法：判斷機械能是否守恒的兩種常用方法：一是根據(jù)做功分析，在對物體受力分析的基礎上分析一是根據(jù)做功分析，在對物體受力分析的基礎上分析哪些力做功，哪些力不做功，如果只有重力或系統(tǒng)內哪些力做功，哪些力不做功，如果只有重力或系統(tǒng)內彈力做功，則機械能守恒；二是根據(jù)能量轉化分析彈力做功，則機械能守恒；二是根據(jù)能量轉化分析,如如果在變化過程中既沒有其他形式的能轉化為機械能果在變化過程中既沒有其他形式的能轉化為機械能,也也沒有機械能轉化為其他形式的能沒有機械能轉化為其他形式的能,則系統(tǒng)的機械能守則系統(tǒng)的機械能守恒恒變式訓練變式訓練1.關于機械能是否

12、守恒的敘述，正確的是關于機械能是否守恒的敘述，正確的是()A做勻速直線運動的物體機械能一定守恒做勻速直線運動的物體機械能一定守恒B做變速運動的物體機械能可能守恒做變速運動的物體機械能可能守恒C做勻速圓周運動的物體機械能一定守恒做勻速圓周運動的物體機械能一定守恒D做平拋運動的物體機械能一定守恒做平拋運動的物體機械能一定守恒解析：選解析：選BD.判斷物體機械能是否守恒，依據(jù)是重力判斷物體機械能是否守恒，依據(jù)是重力或彈力以外的力是否做了功，不管是物體做勻速運動或彈力以外的力是否做了功，不管是物體做勻速運動還是變速運動還是變速運動,也不管物體是做直線運動還是曲線運動，也不管物體是做直線運動還是曲線運動

13、，只要重力或彈力以外的力不做功，機械能就一定守恒，只要重力或彈力以外的力不做功，機械能就一定守恒，B、D正確；豎直平面內做勻速圓周運動的物體機械能正確；豎直平面內做勻速圓周運動的物體機械能不一定守恒不一定守恒,C錯；豎直方向上的勻速直線運動錯；豎直方向上的勻速直線運動,除重力除重力做功外還有其他力做功做功外還有其他力做功,機械能不守恒機械能不守恒,A錯錯(1)選取研究對象選取研究對象系統(tǒng)或物體系統(tǒng)或物體(2)對研究對象進行受力、做功分析，判斷機械能是否守對研究對象進行受力、做功分析，判斷機械能是否守恒恒(3)恰當?shù)剡x取參考平面，確定研究對象初、末狀態(tài)時的恰當?shù)剡x取參考平面，確定研究對象初、末狀

14、態(tài)時的機械能機械能(4)選取恰當?shù)臋C械能守恒定律的表達式選取恰當?shù)臋C械能守恒定律的表達式,列式求解列式求解.2.應用分類應用分類(1)“單個單個”物體的機械能守恒；物體的機械能守恒；(2)“多個多個”物體的機械能守恒物體的機械能守恒機械能守恒定律的應用機械能守恒定律的應用1.應用機械能守恒定律解題的一般思路應用機械能守恒定律解題的一般思路應用機械能守恒定律時，相互作用的物體間的力可以應用機械能守恒定律時，相互作用的物體間的力可以是變力，也可以是恒力，而且只涉及物體系統(tǒng)的初、是變力，也可以是恒力，而且只涉及物體系統(tǒng)的初、末狀態(tài)，使處理問題得到簡化，應用的基本思路如下：末狀態(tài)，使處理問題得到簡化，

15、應用的基本思路如下： (2012山西康杰中學山西康杰中學高一檢測高一檢測)如圖如圖782所示所示,一固定在豎直平面內的光滑一固定在豎直平面內的光滑的半圓形軌道的半圓形軌道ABC，其半徑，其半徑R0.5 m，軌道在，軌道在C處與處與水平地面相切，在水平地面相切，在C處放一小物塊，給它一水平向左處放一小物塊，給它一水平向左的初速度的初速度v05 m/s，結果它沿，結果它沿CBA運動，通過運動，通過A點，點，最后落在水平地面上的最后落在水平地面上的D點，求點，求C、D間的距離間的距離x.(取重取重力加速度力加速度g10 m/s2)【思路點撥思路點撥】先根據(jù)機械能守恒求出先根據(jù)機械能守恒求出A點的速度

16、，點的速度，再根據(jù)平拋規(guī)律求再根據(jù)平拋規(guī)律求x.例例2圖圖782【答案答案】1 m【方法總結方法總結】(1)機械能守恒定律的表達式有多種，機械能守恒定律的表達式有多種，具體選用哪一種要視情況而定；具體選用哪一種要視情況而定；(2)對單個物體而言對單個物體而言,如果機械能守恒如果機械能守恒,則除了可應用機械則除了可應用機械能守恒定律以外能守恒定律以外,也可以選用動能定理也可以選用動能定理變式訓練變式訓練2.如圖如圖783所示所示,用長為用長為L的的細線細線,一端系于懸點一端系于懸點A,另一端拴另一端拴住一質量為住一質量為m的小球的小球,先將小球先將小球拉至水平位置并使細線繃直，拉至水平位置并使細

17、線繃直，在懸點在懸點A的正下方的正下方O點釘有一小釘子，今將小球由靜點釘有一小釘子，今將小球由靜止釋放，要使小球能在豎直平面內做完整圓周運動，止釋放，要使小球能在豎直平面內做完整圓周運動，OA的最小距離是多少？的最小距離是多少？圖圖783 (2012合肥一中高一檢測合肥一中高一檢測)如圖如圖784所示，質量不計的輕所示，質量不計的輕桿一端安裝在水平軸桿一端安裝在水平軸O上上,桿的中央桿的中央和另一端分別固定一個質量均為和另一端分別固定一個質量均為m的小球的小球A和和B(可以當做質點可以當做質點)，桿長為，桿長為l，將輕桿從靜止，將輕桿從靜止開始釋放，不計空氣阻力當輕桿通過豎直位置時，開始釋放，

18、不計空氣阻力當輕桿通過豎直位置時，求：小球求：小球A、B的速度各是多少？的速度各是多少？例例3圖圖784【思路點撥思路點撥】A球和球和B球單獨隨輕桿在空間轉動時它球單獨隨輕桿在空間轉動時它們運動的快慢程度是不同的，即們運動的快慢程度是不同的，即A、B球和輕桿一起轉球和輕桿一起轉動的過程中，輕桿對動的過程中，輕桿對A、B球做功球做功,因此兩球機械能均因此兩球機械能均不守恒不守恒,但以但以A、B(包括輕桿包括輕桿)作為一個系統(tǒng)，只有小球作為一個系統(tǒng)，只有小球的重力和系統(tǒng)彈力做功，系統(tǒng)機械能守恒的重力和系統(tǒng)彈力做功，系統(tǒng)機械能守恒【方法總結方法總結】對于多個物體組成的系統(tǒng)，利用機械對于多個物體組成的

19、系統(tǒng)，利用機械能守恒定律解題時，應注意找物體之間的聯(lián)系：一是能守恒定律解題時，應注意找物體之間的聯(lián)系：一是物體間高度變化的關系；二是物體間速度大小之間的物體間高度變化的關系；二是物體間速度大小之間的關系關系變式訓練變式訓練3.(2012高考上海卷高考上海卷)如圖如圖785，可視為質點的小球可視為質點的小球A、B用不可伸用不可伸長的細軟輕線連接，跨過固定在長的細軟輕線連接，跨過固定在地面上半徑為地面上半徑為R的光滑圓柱，的光滑圓柱，A的質量為的質量為B的兩倍當?shù)膬杀懂擝位于地面時，位于地面時，A恰與圓柱軸心等高將恰與圓柱軸心等高將A由靜止釋放，由靜止釋放，B上升的最大高度是上升的最大高度是()A

20、2R B5R/3C4R/3 D2R/3圖圖785熱 點 示 例熱 點 示 例 創(chuàng) 新 拓 展創(chuàng) 新 拓 展機械能守恒定律與動能定理的綜合應用機械能守恒定律與動能定理的綜合應用在多個物體系統(tǒng)中，機械能守恒定律只能解決物體的在多個物體系統(tǒng)中，機械能守恒定律只能解決物體的狀態(tài)問題，要解決系統(tǒng)內彈力做功問題狀態(tài)問題，要解決系統(tǒng)內彈力做功問題,必須要應用動必須要應用動能定理能定理經(jīng)典案例經(jīng)典案例(10分分)如圖如圖786所示是一個橫截面為所示是一個橫截面為半圓、半徑為半圓、半徑為R的光滑柱面的光滑柱面,一根不可伸長的細線兩端一根不可伸長的細線兩端分別系著物體分別系著物體A、B,且且mA2mB，由圖示位置從靜止，由圖示位置從靜止開始釋放開始釋放A物體，當物體物體，當物體B達到圓柱頂點時達到圓柱頂點時,求繩的張求繩的張力對物體力對物體B所做的功所做的功圖圖786