教科版高中物理必修2第4章第5节机械能守恒定律优秀课件

一、机械能
1、概 念： 动能、重力势能和弹性势能的统称。
➢说明：物体的机械能为动能和势能之和。
2、表达式： E Ek EP
3、机械能是标量，具有相对性：
➢说明：先选取参考平面和参考系〔一般 选地面作参考〕。
三、机械能守恒定律
推导：
A点
EA
EkA
EPA
1 2
m v12
mgh1
A
B点
EB
EkB
EPB
机械能是标量，具有相对性。 机械能之间可以互相转化。
2、机械能守恒定律
内容：在只有重力或弹力做功的物体系统
中，动能和势能可以相互转化，而总的机
械能保持不变。
E E 表达式 m2g1 2 hm22vm1g1 2 hm12v
K
P
成立的条件:只有重力或弹簧弹力做功。
4、应用机械能守恒定律解题的一般步骤：
例题练习： 1、在下面列举的各个实例中〔除〔1〕外都不计空气阻力〕机械能守恒是否守恒并说明理由？ 〔1〕跳伞员带着张开的降落伞在空气中匀速下落 〔2〕抛出的手榴弹或标枪在空中运动 〔3〕拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升 〔4〕用细绳拴着一个小球，使小球在竖直面内圆周运动 〔5〕在光滑的水平面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后，又被弹回来〔如图〕
3．机械能守恒定律成立的条件：
只有重力或弹力做功.
A. 从做功角度分析 只有重力或系统内弹力做功，其它力
不做功〔或其它力做功代数和为零〕。 B. 从能量转化角度分析
只有系统内动能和势能相互转化，无 其它形式能量之间〔如内能〕的转化。
课堂小结： 概 念:动能和势能之和
1、机械能 表达式：E Ek EP
〔1〕确定研究对象，画出过程示意图；
〔2〕分析物体的受力，明确各力做功的 情况，判断是否符合机械能守恒的条件 〔是否只有弹力或重力做功〕； 〔3〕分析物体的运动，恰当地选取参考平 面，确定物体初、末状态的机械能〔势能 和动能〕；
〔4〕根据机械能守恒定律列方程求解。
判一判：以下情境中物体系统的机械能守恒吗？
学习目标
学习目标: 1.知道机械能的概念，能确定机械能的大小 2.会正确推导自由落体运动、竖直上抛的上升过程中的机械能 守恒定律 3.掌握机械能守恒定律，知道它的含义和适用条件 4.在具体问题中，能判断机械能是否守恒，并能列出机械能守 恒方程式 5.初步掌握用机械能守恒定律解决力学问题 学习重点：1.机械能 2.机械能守恒定律以及它的含义和适用条件 学习难点：机械能守恒定律以及它的含义和适用条件。
练一练：从离地面高20米处以10m/s的
初速度水平抛出一个质量为1Kg的铁
球，铁球下落过程中在离地5m高处时
的速度是多大？ 〔解铁：球不如下考图落虑，过空以程气地中面机阻为械力参能〕考守平恒面，。
v0
有
h
m1 g1 h 2m12vm2 gh 1 2m22v1
h2
得v2： 2g(h1h2)v1 220 m/s
内，动能和重力势能可以相互转 化，而总的机械能保持不变。
在只有弹力做功的物
体系统内，动能和弹性势
v
能可以相互转化，总的机
械能保持不变。
三、机械能守恒定律
1、内容：
在只有重力或弹力做功的物体系统 内，动能与势能可以相互转化，而总的 机械能保持不变。
2、表达式： E2 E1
m1 gh 1 2m12vmg 2h1 2m2 2v
〔3〕求出小球经过C点进入半圆形轨 道时对轨道的压力
1 2
m v22
mgh2
B
h2 根
m v12
h
根据重力做功与重力势能的关系可知：
1
WG mgh1 mgh2
由以上两式可得W：G
1 2
m v2 2
1 2
mWvG12
m gh1
m gh2
E E 1
2
mv
2 2
mgh
2
1 2
mv
2 1
mgh 1
即：
2
1
结论： 在只有重力做功的物体系统
3.如下图，在高为H的平台上以初速v0抛出一质量 为m的小球，不计空气阻力，当它到达离抛出点的 竖直距离为h的B点时，小球的动能为多少？：
10.如下图为固定在竖直平面内的光滑轨道ABCD，其中 ABC局部为半径R=0.9m的半圆形轨道，CD局部为水平轨 道．一个质量m=1kg的小球沿水平方向进入轨道，通过 最高点A时对轨道的压力为其重力的3倍，小球运动过程 中所受空气阻力忽略不计，g取10m/s2； 〔1〕画出小球在A点时的受力示意图： 〔2〕求出小球在A点时的速度大小
2.关于机械能守恒定律适用条件的以下说法中正确的选项是A 〔 〕 A.只有重力和弹性力作用时，机械能守恒 B.当有其他外力作用时，只要合外力为零,机械能守恒 C.当有其它外力作用时，只要合外力的功为零,机械能守恒 D.炮弹在空中飞行不计阻力时,仅受重力作用，所以爆炸前后机 械能守恒
3.跳水运发动从10m高的跳台跳下〔不计空气阻力〕，在 下落过程中运发动的〔 C〕 A．机械能减少 B．机械能增加 C．重力势能减少 D．重力势能增加