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机械能守恒定律(ppt课件)

8.机械能守恒定律
1、本章我们学习了哪几种形式的能？
动能、重力势能和弹性势能
2、动能和势能如何表示？ 1 2 E k mv E p mgh 2
一、机械能
1、定义：
动能、重力势能和弹性势能的统称。
2、表达式：
E Ek EP
3、机械能是标量，但有正负
4、相对性：先选取参考平面和参考系才能确定
1 1 2 2 mgh mv 0 mv t 2 2
vt v 2 gh
2 0
例与练
1 h 2 R R 25m 2
1 1 2 mvB mgR 2 2
1 2 mgh mg 2 R mvB 2
3、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）以地面为参考平面。
E p2 Ek2 E p1 Ek1
E1 E 2
机械能守恒定律成立的条件:只有重力和弹簧弹力做功.
三、机械能守恒定律
1、推导：
三、机械能守恒定律
1、定律内容：
在只有重力和弹力做功的系统内，系统的动能和势能发生互相转化，但总机械能保持不变。
2、表达式：E p
E E E k2 p1 k1 2
1 1 2 mgh 2 mv 2 mgh1 mv12重力做功和弹簧弹力做功 ①只有重力和弹力没有其它力 ②有其它力但其它力不做功 ③其它力做功，但其它力做功之和等于零
A
知能演练
1、在下面各实例中，哪些过程机械能是守恒的，哪些过程机械能不守恒？为什么？（1）跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降（2）铅球在空中做平抛运动（3）空中做匀速圆周运动的卫星（4）小球自由下落，落在竖直弹簧上，将弹簧压缩后又被弹簧弹起来

《机械能守恒》课件

机械能守恒公式
机械能守恒公式为：初始机械能 = 最终机械能其中初始机械能包括物体的动能和势能，最终机械能同样由动能和势能组成。
机械能守恒的示例
1
滑动摩擦
当一个物体在倾斜面上滑动时，机械能守恒会导致动能的减小，势能的增加。
2
自由落体
在自由落体过程中，重力势能的减少完全转化为物体的动能，机械能守恒得以满足。
《机械能守恒》
探索机械能守恒的奥秘，了解机械能守恒的定义和重要性。通过实例和实验，展示机械能守恒在现实世界中的应用。
机械能守恒的定义
机械能守恒是指在一个封闭系统内，当只有机械能在不同形式间转化时，机械能的总量保持不变。封闭系统内的机械能守恒即减小的机械能等于增加的机械能，机械能守恒是能量守恒的重要内容之一。
3
弹簧振动
弹簧振动过程中，弹性势能和动能在转化的过程中保持不变，符合机械能守恒定律。
机械能守恒在实际应用中的重要性
水力发电
过山车
在水力发电站中，流水的动能转化为机械能，再转化为电能。机械能守恒保证了能量的高效利用。
通过恰当的设计和施工，过山车可通过高低起伏和动能转化，实现快速、刺激的运动体验。
摆钟
摆钟运用了摆动过程中的动能和势能转换，实现了精确的时间测量。机械能守恒是摆钟正常运行的基础。
机械能守恒的限制条件
1 封闭系统
机械能守恒定律适用于封闭系统，即没有外界物体或能量对系统发生作用。
2 无耗散
机械能守恒需要假设无能量耗散，即没有摩擦或其他能量损失。
3 恒定条件
机械能守恒定律的适用条件是系统的质量、形状等参数在过程中保持不变。
机械能守恒定律的实验验证
通过多种实验方法，如滑动摩擦实验、弹性碰撞实验等，可验证机械能守恒定律在实际系统中的有效性。

机械能守恒定律(共23张PPT)

能系统内，动能与势能可以相互转化，而总
守的机械能保持不变。
是否表示
恒只有重力（弹力）做功包括：
只受重力
定 ①只受重力，不受其他力律
或弹力？
②除重力以外还有其它力，但其它力都不做功
即：只有动能与重力势能、弹性势能相互转化，没有其他任何能量（内能、电能、化学能等）参与
注：此处弹力高中阶段特指弹簧类弹力
在只有重力做功的物体系统中(以自由落体运动为例）
v v 根据动能定理我们可以得
1 WG 2 m
21m 22
2
①
1
又因为重力做功使得小球的重力势能减少了
V0=0
WG=mgh1-mgh2
②
①=② 得
V1
mgh1+1/2mv12=mgh2+1/2mv22
EP1 + EK1 = EP2 + EK2
h1
V2
解析：小球摆动过程中，细线的拉力不做功，系统只有重力做功，机械能守恒。
解：设小球最低点所在位置为参考平面
由机械能守恒定律得：
mgL(1 cos ) 1 mv2
2
解得： v 2gL(1 cos)
应用机械能守恒定律解题，只需考虑过程的初、末状态，不必考虑两个状态间过程的细节，这是它的优点。
应用机械能守恒定律解题的一般步骤：
机械能保持不变。
Ek1 +Ep1 =Ek2 +Ep2
表达式：
E1 =E 2
1 2
mv22
mgh2
1 2
mv12
mgh1
适用条件：只有重力做功或弹力做功
注：此处弹力高中阶段特指弹簧类弹力
知识回顾
1、动能:物体由于运动而具有的能。

《机械能守恒定律》PPT优秀课件

第八章机械能守恒定律
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.
内容索引
NEIRONGSUOYIN
梳理教材夯实根底探究重点提升素养随堂演练逐点落实
√D.丁图中，斜面光滑，物体在斜面上下滑的过程中，物体机械能守恒
解析弄清楚机械能守恒的条件是分析此问题的关键.表解如下：
选项结论
分析
A √ 只有重力和弹力对系统做功，系统机械能守恒物体沿斜面下滑过程中，除重力做功外，其他力
B√ 做功的代数和始终为零，所以物体机械能守恒物体沿斜面匀速下滑的过程中动能不变，重力势
(1)求小球在 B、A 两点的动能之比；答案 5∶1
1234
图10
√C.由B至D的过程中，动能先增大后减小
D.由A至D的过程中重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
图5
解析小球从B至C过程，重力大于弹力，合力向下，小球加速运动，小球从C至D 过程，重力小于弹力，合力向上，小球减速运动，所以动能先增大后减小，在C点动能最大，故A、C正确；由A至B下落过程中小球只受重力，其机械能守恒，从B→D过程，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，但小球的机械能不守恒，故B错误；在D位置小球速度减小到零，小球的动能为零，那么从A→D的过程中，根据机械能守恒知，小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，故D正确.
选项结论分析物体沿斜面下滑过程中除重力做功外其他力做功的代数和始终为零所以物体机械能守恒物体沿斜面匀速下滑的过程中动能不变重力势能减小所以物体机械能不守恒物体沿斜面下滑过程中只有重力对其做功所以物体机械能守恒针对训练12018厦门市高一下学期期末以下物体运动过程满足机械能守恒的是a

《机械能守恒定律》PPT课件(完美版)

《机械能守恒定律》PPT课件
hA
Bh
实验表明斜面上的小球在运动过程中好像“记得 ”自己
起始的高度（或与高度相关的某个量）。
后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。
《机械能守恒定律》PPT课件
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hA α
β
B h’
1、小球从一个斜面的某一高度由静止滑下，并运动到另一个斜面的同一高度，经历了哪几个运动过程？ 2、这些过程各有什么特点？
当小球由最高点沿斜面 A 运动到达最低点时，
能量怎样变化？
v0 = 0
势能去了
hA
参考面
哪里？
B
小球到达最低点
势能消失
高度为0
全
部
动能
速度最大
机械能
（参考面）
《机械能守恒定律》PPT课件
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【探究一:动能与势能相互转化】
《机械能守恒定律》PPT课件
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C-D由动能定理
WF =Ep1- Ep2 =mv22/2- mv12/2
ΔEP减= ΔEK增
Ep1 +mv12/2 =Ep2 +mv22/2
即E1=E2
2、小球的机械能保持不变吗？小球和弹簧这个系统机械能守恒
《机械能守恒定律》PPT课件
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，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
小球高度降低的同时，速度在增加；高度升高的同时，速度在减小。
《机械能守恒定律》PPT课件
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FN A’
G
探究过程展示：
O
A
A’点到O点过程：只有弹力做功由动能定理得：
由弹力做功和弹性势能变化的关系有：
F
得到：
整理得：
即：
结论2：
在只有弹力做功的物体系统中，动能和弹性势能可以相互转化，而总的机械能保持不变.
结论1：
在只有重力做功的物体系统中，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变.
在下列说法正确的是 ( 不计空气阻力
)(
ACD)(多选）
A、小球自由落体过程中，小球机械能守恒 B、小球压缩弹簧过程中，小球机械能守恒 C、小球压缩弹簧过程中，小球和弹簧组成系统机械能守恒 D、整个过程中，小球和弹簧组成系统机械能守恒
三、机械能守恒定律
1 . 机械能守恒定律的内容：
在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变.
解惑释疑
演示实验：碰鼻子实验
为什么小球好象记着自已的位置不会碰到鼻尖？
小球摆动过程机械能守恒，摆回原来位置时，正好静止，好象记着自已的位置不会碰到鼻尖.
五、应用机械能守恒定律解题步骤
即时训练4：
4、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？（不考虑空气阻力）
得到：
整理得：
即：
结论1：
在只有重力做功的物体系统中，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变.
三、机械能守恒定律
探究2、探究动能和弹性势能转化规律
如图所示，轻弹簧放在光滑水平面上，O为原长位置，将弹簧向左压缩到A’点后释放物体，物体在关于O点对称的A’和A之间往复运动，根据以上情景探究动能和弹性势能转化规律

机械能守恒定律ppt

展望
发展前景及展望
与能量转化定律的关系
机械能守恒定律是能量转化定律的一个特例，即机械能的损失和转换必须遵循能量转化定律。
与热力学定律的关系
热力学第一定律（能量守恒定律）和热力学第二定律（熵增原理）是研究热现象的两条基本规律，机械能守恒定律与这两条定律有着密切的联系和区别。
与其他物理规律的相互关系
拓展领域
机械能守恒定律的应用领域
04
物体碰撞
在两个物体碰撞的过程中，如果忽略摩擦和空气阻力等外部因素的影响，两个物体的机械能总量保持不变。
弹性力学
在弹性力学中，如果物体没有外部作用力，其内部能量和动能之间会相互转化，机械能总量保持不变。
力学领域
热力学第一定律即能量守恒定律，在封闭系统中，能量不能被创造或消除，只能从一种形式转化为另一种形式，总能量保持不变。
热力学第一定律
热力学第二定律指出，在热力学过程中，能量的转化是有方向性的，机械能可以自发地转化为内能，但内能不能自发地转化为机械能。
热力学第二定律
热学领域
静电场
在静电场中，如果一个带电体处于静止状态，其电势能和动能之间会相互转化，机械能总量保持不变。
电磁场
在电磁场中，如果一个带电体在匀强磁场中运动，其电势能、动能和重力势能之间会相互转化，机械能总量保持不变。
机械能守恒定律的物理内涵
1
机械能守恒定律在物理学中的地位
2
3
机械能守恒定律是物理学中最基本的定律之一，它为研究物体运动规律提供了重要的理论基础。
基础地位
机械能守恒定律在工程、航空、航海等领域都有广泛的应用，为各种机械系统的设计和优化提供了指导。
应用广泛
机械能守恒定律还可以拓展到其他领域，如电磁学、热力学等，为研究这些领域的规律提供了启示和方法。

机械能守恒定律课件ppt

02
解决与机械能守恒相关的问题：如抛体运动、单摆、弹簧振子等。
03
机械能守恒定律的实例分析
单摆的机械能守恒
总结词
通过分析单摆运动过程中动能和势能的变化，理解机械能守恒定律的应用。
详细描述
单摆是一种常见的物理模型，当单摆在垂直平面内摆动时，重力势能和动能之间相互转化，总机械能保持不变。在理想情况下，没有阻力作用，单摆的机械能守恒。
卫星轨道的机械能守恒是卫星运动的重要规律，它决定了卫星的轨道形状、高度和运行速度。
详细描述
在地球引力的作用下，卫星绕地球做圆周运动，其动能和势能相互转化。根据机械能守恒定律，卫星的总机械能保持不变，从而保证了卫星轨道的稳定性和可靠性。
汽车行驶中的机械能守恒
总结词
汽车行驶过程中，机械能守恒定律体现在车辆的动能和势能之间的转化。
机械能守恒定律公式的推导过程
从牛顿第二定律出发，分析物体在运动过程中受到的力，包括重力、弹力和摩擦力等。
根据力的作用效果，将力做功与动能和势能的变化联系起来。
通过分析动能和势能的转化过程，推导出机械能守恒定律的公式。
机械能守恒定律公式的应用
01
判断系统是否满足机械能守恒的条件：只有重力或弹力做功时，机械能守恒。
总结词
通过分析自由落体运动过程中动能和势能的变化，理解机械能守恒定律的应用。
详细描述
自由落体是一种理想化的物理模型，当物体仅受重力作用时，重力势能和动能之间相互转化，总机械能保持不变。在理想情况下，没有阻力作用，自由落体的机械能守恒。
04
机械能守恒定律的拓展应用
卫星轨道的机械能守恒
总结词
机械能守恒定律指出，在一个封闭系统内，动能和势能可以相互转化，但总机械能保持不变。