人教版(2019)高一物理必修二第八章机械能守恒定律应用单物体运动圆周运动临界问题

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第八章机械能守恒定律培优提升单元检测题高一下学期物理人教版2019必修第二册

机械能守恒定律一、单选题1．小明驾驶电动平衡车以恒定的功率从静止开始启动至匀速前进的过程中，平衡车的速度v和所受的牵引力F的变化为（）A．v减小，F减小B．v减小，F增大C．v增大，F减小D．v增大，F增大2．下列说法正确的是（）A．随着科技的发展，永动机是可以制成的B．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的C．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生3．如图所示，光滑斜面体固定在水平地面上，顶端装有质量不计的光滑定滑轮，跨过定滑轮的不可伸长细线两端连接两质量相等的物块A和B。

物块A的正下方地面上固定一竖直轻弹簧，弹簧始终处于弹性限度内，忽略空气阻力。

物块B由斜面体底端静止释放后，在物块A下落至最低点的过程中。

下列说法正确的是（）A．物块A与弹簧接触前，A，B组成的系统机械能守恒B．物块A刚与弹簧接触时，物块B的动能最大C．细线的拉力对物块B做的功等于B增加的机械能D．弹簧的最大弹性势能等于物块A下降过程中减少的重力势能4．质量为50g的小石头从一水井口自由下落至距离井口5m以下的水面时，其重力的功率为（重力加速度g取10m/s2）（）A．5W B．50W C．500W D．2500W5．如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A置于光滑水平桌面上（桌面足够大），A右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连。

开始时托住B，让A处于静止且细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度。

下列有关该过程的分析中正确的是（）A．B物体受到细线的拉力保持不变B．B物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量C．A物体动能的增量小于B物体所受重力对B做的功与弹簧弹力对A做的功之和D．A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于B物体所受重力对B做的功6．如图所示，世界上第一条商业运行的磁悬浮列车（“上海磁浮”）线路，列车运行的最高速度可达430km/h。

8.4机械能守恒定律课件-2023学年高一物理人教版(2019)必修第二册

运动，求球着地时球和木块的速度。
v1 2gH sin
v2 长为L的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且
使其长度的1/4垂在桌边，如图所示，松手后链
条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开
桌边时的速度大小为多大？
末
Ek1 0
E p1 L m g L
代入可得：

= + = +

= + = +

即：
=
结论：

+ = +

+ = +
守恒和相等的区别：
守恒：如果某一个物理量在某个过程中始终保持不变，

A点时 − =

=
可得 =

A
【例】光滑斜面倾角37, A、B是两个质量均为m的物体，
用轻绳跨过定滑轮相连，A搁在斜面上，B竖直
吊着离地面高度为1m，先用手托住B，使B无初
速释放，试求B着地后A还能沿斜面向上滑行多
远？
A
B
【例】如图所示，长为2L的轻杆OB，O端装有转轴，B端固定
这个小实验说明了什么？
小球在往复运动过程中弹性势能和动能在
不断转化。小球在往复运动过程中总能回
到原来的位置。
可见，弹性势能和动能的总和应该保持不
变。即机械能保持不变。
二、动能与势能的相互转化
1. 动能和重力势能可以相互转化
2. 动能和弹性势能可以相互转化
通过重力或弹簧弹力做功，
机械能可以从一种形式转化成另一种形式。

功和功率专题：机车启动问题课件 -高一物理人教版(2019)必修第二册

D.此过程汽车的最大速度为43.6 m/s
以恒定功率启动
v0=0，P一定
v↑
F ↓＝
→P v↑
a↓＝
F↓－→F阻 →m
F阻
v—t 图象
F牵
a减小的变加速运动
v
vm
加速阶段的图象
0
当F=F阻时，
a＝0 ，v达到
最大
vm＝
P F阻
F阻
F牵
保持 vm
匀速
vm
匀速运动
匀速阶段的图象
t
以恒定功率启动
说明：
1.F为变力时，发动机做的功只能用 W=Pt 计算，不能用W =Fl 计算。
( m a+ f阻 ) a
v1
说明：
1.达到最大速度的本质条件:a=0
0 t1
t
2.匀加速结束的条件是：P实=Pmax=P额
3.当匀加速结束时速度为v1，P额=Fv1=f阻Vm (其中F=ma+f阻)
以恒定加速度启动
画出整个过程中汽车运动的P－t图像. 答案如图所示：
习题精讲
例2 在水平路面上运动的汽车的额定功率为60 kW，若其总质量为5 t，在水平路面上所受到的阻力大小为5×103 N，求： (1)汽车所能达到的最大速度的大小；
新教材人教版（2019版）物理（高中必修第二册）
第八章机械能守恒定律
第1节功和功率—专题：机车启动问题
课堂引入
机车在行驶的过程中，发动机的最大功率等于额定功率。
瞬时速度
v
功率
P=F v
牵引力
启动方式
机车的启动方式有两种：
1.以恒定功率 P 启动;(P≤P额) 2.在恒定的牵引力F作用下匀加速启动。

高中物理必修二第八章机械能守恒定律总结(重点)超详细(带答案)

高中物理必修二第八章机械能守恒定律总结(重点)超详细单选题1、如图甲所示，质量0.5kg的小物块从右侧滑上匀速转动的足够长的水平传送带，其位移与时间的变化关系如图乙所示。

图线的0～3s段为抛物线，3～4.5s段为直线，（t1=3s时x1=3m）（t2=4.5s时x2=0）下列说法正确的是（）A．传送带沿逆时针方向转动B．传送带速度大小为 1m/sC．物块刚滑上传送带时的速度大小为 2m/sD．0~4.5s内摩擦力对物块所做的功为-3J答案：DAB．根据位移时间图象的斜率表示速度，可知：前2s物体向左匀减速运动，第3s内向右匀加速运动。

3-4.5s 内x-t图象为一次函数，说明小物块已与传送带保持相对静止，即与传送带一起向右匀速运动，因此传送带沿顺时针方向转动，且速度为v=ΔxΔt=34.5−3m/s=2m/s故AB错误；C．由图象可知，在第3s内小物块向右做初速度为零的匀加速运动，则x=12at2其中x=1mt=1s解得a=2m/s2根据牛顿第二定律μmg=ma解得μ=0.2在0-2s内，对物块有v t2−v02=−2ax 解得物块的初速度为v0=4m/s故C错误；D．对物块在0~4.5s内，根据动能定理W f=12mv2−12mv02解得摩擦力对物块所做的功为W f=−3J故D正确。

故选D。

2、如图所示，工厂利用足够长的皮带传输机把货物从地面运送到高出水平地面的C平台上，C平台离地面的高度一定。

运输机的皮带以一定的速度v顺时针转动且不打滑。

将货物轻轻地放在A处，货物随皮带到达平台。

货物在皮带上相对滑动时，会留下一定长度的痕迹。

已知所有货物与皮带间的动摩擦因数为μ。

满足tanθ＜μ，可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（）A．传送带对货物做的功等于物体动能的增加量B．传送带对货物做的功等于货物对传送带做的功C．因传送物体，电动机需多做的功等于货物机械能的增加量D．货物质量m越大，皮带上摩擦产生的热越多答案：DA．物体放在皮带上先做匀加速运动，当速度达到皮带的速度时做匀速运动，传送带对货物做的功等于物体动能的增加量与重力势能的增加量的和。

人教版高一物理必修第二册机械能守恒定律(共18张PPT)

（2）他所能到达的最大离地高度为多少（场地足够高）？
（3）若从B高台开始下滑，为能到达A高台，此人下滑的最小速度为多少？
课堂练习
1.(多选)下列过程中，在不计空气阻力的情况下机械能守恒的是( ) A.物体做自由落体运动 B.用轻绳系一小球，给小球一初速度，使小球以另一端为圆心，在竖直面内做圆周运动，小球在做圆周运动的过程中 C.自由下落的炸弹在空中爆炸 D.物体以一定的初速度冲上光滑的斜面
第八章第四节机械能守恒定律
前面我们学习了重力势能、弹性势能和动能，它们分别有怎样的特点？与做功分别有怎样的关系？
[情境展示] 图片中展示的各种运动过程，是什么力做功？有哪些
能量参与了转化？
小孩荡秋千
瀑布
蹦极
蹦床
一、动能与势能的相互转化
1.机械能概念：物体的动能和势能之和称为物体的机械能。机械能包括动能、重力势能和弹性势能。通过做功，机械能可以从一种形式转化为另一种形式。 2.计算公式：E=Ek+Ep 3.机械能是标量 4.具有相对性(需要设定零势能面)
二、追寻守恒量
钢球用细线悬起，请一个同学靠近将钢球拉至同学鼻子处释放，摆回时，观察钢球所能达到的高度。将小钢球换成塑料球再做，观察现象。
钢球所能达到的高度与初始高度基本相同，说明什么问题？
二、追寻守恒量 DIS实验
三、机械能守恒定律
请以物体沿光滑曲面滑下为例，推导动能与势能的相互转化是否存在某种定量的关系。
[例题2]质量为25kg的小孩坐在秋千上，小孩离栓绳子的横梁2.5m，如果秋千摆
与其当一辈子乌鸦，莫如当一次鹰。
到最高点时，绳子与竖直方向的夹角是60°，当秋千板摆到最低点时（不计空气由静止释放到最低点，弹簧的长度也等于L(在弹性限度内)，这时A、B两球在最低点的速度分别为vA和vB，则( )

2019人教版高中物理新教材目录

2019人教版高中物理新教材目录必修一第一章运动的描述1.质点参考系2.时间位移3.位置变化快慢的描述－速度4.速度变化快慢的描述－加速度第二章匀变速直线运动的研究1.探究小车速度随时间变化的规律2.匀变速直线运动速度与时间的关系3.匀变速直线运动位移与时间的关系4.自由落体运动第三章相互作用1.重力与弹力2.摩擦力3.作用力和反作用力4.力的合成和分解5.共点力平衡第四章运动和力的关系1. 牛顿第一定律2.实验探究加速度与力和质量的关系3.牛顿第二定律4.力学单位制5.牛顿运动定律的应用6.超重和失重必修2第五章抛体运动1.曲线运动2.运动的合成与分解3.实验：探究平抛运动的特点4.抛体运动的规律第六章圆周运动1.圆周运动2.向心力3.向心加速度4.生活中的圆周运动第七章万有引力与宇宙航行1.行星的运动2.万有引力定律3.万有引力理论的成就4.宇宙航行5.相对论时空观和牛顿力学的局限性第八章机械能守恒定律1.功与功率2.重力势能3.动能和动能定理4.机械能守恒定律5.实验：验证机械能守恒定律必修三第九章静电场及其应用1.电荷2.库仑定律3.电场电场强度4.静电的防止与利用第十章静电场中的能量1.电势能和电势2.电势差3.电势差与电场强度的关系4.电容器的电容5.带电粒子在电场中的运动第十一章电路及其应用1.电源和电流2.导体的电阻3.导体电阻率的测量4.串联电路和并联电路5.实验：练习使用多用电表第十二章电能能量守恒定律1.电路中的能量转化2.闭合电路的欧姆定律3.实验：电池电动势和内阻的测量4.能源与可持续发展第十三章电磁感应与电磁波初步1.磁场磁感线2.磁感应强度磁通量3.电磁感应现象及应用4.电磁波的发现及应用5.能量量子化选修一第一章动量守恒定律1.动量2.动量定理3.动量守恒定律4.实验：验证动量守恒定律5.弹性碰撞和非弹性碰撞6.反冲现象火箭第二章机械振动1.简谐运动2.简谐运动的描述3.简谐运动的回复力和能量4.单摆5.实验：用单摆测重力加速度6.受迫振动共振第三章机械波1.波的形成2.波的描述3.波的反射折射和衍射4.波的干涉5.多谱勒效应第四章光1.光的折射2.全反射3.光的干涉4.用双缝干涉测光的波长5.光的衍射6.光的偏振和激光选修二第一章安培力与洛伦兹力1.磁场对通电导线的作用力2.磁场对运动电荷的作用力3.带电粒子在匀强磁场中的运动4.质谱仪与回旋加速器第二章电磁感应1.楞次定律2.法拉第电磁感应定律3.涡流电磁阻尼和电磁驱动4.互感和自感第三章交变电流1.交变电流2.交变电流的描述3.变压器4.电能的输送第四章电磁振荡与电磁波1.电磁振荡2.电磁场与电磁波3.无线电波的发射和接收4.电磁波谱第五章传感器1.认识传感器2.常见传感器的工作原理及应用3.利用传感器制作简单的自动控制装置选修3第一章分子动理论1.分子动理论的基本内容2.实验：油膜法测油酸分子的大小3.分子运动速率分布规律4.分子动能和分子势能第二章气体固体和液体1.温度和温标2.气体的等温变化3.气体的等压变化和等容变化4.固体5.液体第三章热力学定律1.功热和内能的改变2.热力学第一定律3.能量守恒定律4.热力学第二定律第四章原子结构和波粒二象性1.普朗克黑体辐射理论2.光电效应3.原子的核式结构模型4.氢原子光谱和玻尔的原子结构模型5.粒子的波动性和量子力学的建立第五章原子核 1.原子核的组成2.放射性元素的衰变3.核力与结合能4.核裂变与核聚变5.基本粒子。

高中物理新教材同步必修第二册第8章机械能及其守恒定律专题强化动能定理的应用2

速度为g，则推力对滑块做的功等于
A.mgh
√B.2mgh
C.μmg(s＋ h ) D.μmg(s＋hcos θ)
sin θ
图4
123456789
解析滑块由A点运动至D点，设克服摩擦力做功为WAD，由动能定理得
mgh－WAD＝0，即WAD＝mgh…①，滑块从D点回到A点，由于是缓慢推，
说明动能变化量为零，设克服摩擦力做功为 WDA ，由动能定理得 WF －
(3)若初速度v0′＝6 m/s，则在小球从A到B的过程中克服空气阻力做的功为多大？答案 0.8 J
解析小球从A到B，根据动能定理有－mghAB＋Wf＝12mvB2－12mv0′2，解得空气阻力做功为Wf＝－0.8 J，所以小球克服空气阻力做功为0.8 J.
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专题强化练
ZHUAN TI QIANG HUA LIAN
例3 如图4所示，一可以看成质点的质量m＝2 kg的小球以初速度v0沿光滑的水平桌面飞出后，恰好从A点沿切线方向进入固定圆弧轨道，BC 为圆弧的竖直直径，其中B为轨道的最低点，C为最高点且与水平桌面等高，圆弧AB对应的圆心角θ＝53°，轨道半径R＝0.5 m.已知sin 53°＝ 0.8，cos 53°＝0.6，不计空气阻力，g取10 m/s2. (1)求小球的初速度v0的大小；答案 3 m/s
归纳总结
1.在有摩擦力做功的往复运动过程中，注意两种力做功的区别： (1)重力做功只与初、末位置有关，而与路径无关； (2)滑动摩擦力做功与路径有关，克服摩擦力做的功W克f＝Ffs(s为路程). 2.由于动能定理解题的优越性，求多过程往复运动问题中的路程时，一般应用动能定理.

人教版高中物理必修二 8.4 机械能守恒定律练习(含答案)

机械能守恒定律练习一、单选题1.下列所述的物体在运动过程中满足机械能守恒的是( )A. 跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降B. 忽略空气阻力，物体竖直上抛C. 火箭升空过程D. 拉着物体沿光滑斜面匀速上升【答案】B【解析】解：A、跳伞运动员在空中匀速下降，动能不变，重力势能减小，因机械能等于动能和势能之和，则机械能减小。

故A错误。

B、忽略空气阻力，物体竖直上抛，只有重力做功，机械能守恒，故B正确。

C、火箭升空，动力做功，机械能增加。

故C错误。

D、物体沿光滑斜面匀速上升，动能不变，重力势能在增加，所以机械能在增大。

故D错误。

故选：B。

物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹簧弹力做功，或看物体的动能和势能之和是否保持不变，即采用总量的方法进行判断。

解决本题的关键掌握判断机械能是否守恒的方法，1、看是否只有重力做功。

2、看动能和势能之和是否不变。

2.安徽芜湖方特水上乐园是华东地区最大的水上主题公园。

如图为彩虹滑道，游客先要从一个极陡的斜坡落下，接着经过一个拱形水道，最后达到末端。

下列说法正确的是( )A. 斜坡的高度和拱形水道的高度差要设计合理，否则游客经过拱形水道的最高点时可能飞起来B. 游客从斜坡的最高点运动到拱形水道最高点的过程中，重力一直做正功C. 游客从斜坡下滑到最低点时，游客对滑道的压力最小D. 游客从最高点直至滑到最终停下来过程中，游客的机械能消失了【答案】A【解析】解：A、斜坡的高度和拱形水道的高度差要设计合理，不能让游客经过拱形水A正确；B、游客从斜坡的最高点运动到拱形水道最高点的过程中，游客的位置是先降低后升高，所以重力先做正功后做负功，故B错误；C、游客从斜坡上下滑到最低点时，加速度向上，处于超重状态，游客对滑道的压力最大，故C错误；D、游客从最高点直至滑到最终停下来过程中，游客的机械能没有消失，而是转化为其他形式的能(内能)，故D错误。

故选：A。

高点运动到拱形水道最高点的过程中，游客是先降低后升高的；游客在最低点时，其加速度向上，游客处于超重状态；整个过程是符合能量守恒的，机械能不是消失，而是转化为其它形式的能。

2024秋季人教版高中物理必修第二册第八章机械能守恒定律《课题研究：能量视角下的曲线运动》

教学设计：2024秋季人教版高中物理必修第二册第八章机械能守恒定律《课题研究：能量视角下的曲线运动》教学目标（核心素养）1.物理观念：理解曲线运动中动能、势能及机械能的变化规律，能够从能量视角分析曲线运动的特征。

2.科学思维：通过案例分析，培养学生运用能量守恒定律和动能定理分析曲线运动的能力，提升逻辑推理和问题解决能力。

3.科学探究：引导学生观察、分析曲线运动中的能量转化现象，体验科学探究的过程，培养观察、记录、分析数据的能力。

4.科学态度与责任：激发学生对物理现象的好奇心和探索欲，培养严谨的科学态度和实事求是的科学精神，认识能量守恒定律在曲线运动中的广泛应用。

教学重点•曲线运动中动能、势能及机械能的变化规律。

•运用能量守恒定律和动能定理分析曲线运动。

教学难点•理解曲线运动中速度方向变化对动能变化的影响。

•综合运用能量观点分析复杂曲线运动的能量转化过程。

教学资源•多媒体课件（含动画演示曲线运动及能量转化过程）。

•实验器材（如斜面、小球、光电门等，用于测量曲线运动中的速度变化）。

•教材、教辅资料及网络资源。

教学方法•讲授法：系统讲解曲线运动及能量转化的基本概念。

•演示法：利用实验或多媒体演示，直观展示曲线运动中的能量转化现象。

•讨论法：组织学生讨论曲线运动中的能量变化，促进思维碰撞。

•案例分析法：选取典型曲线运动案例，引导学生分析能量转化过程。

教学过程导入新课•视频导入：播放一段过山车在曲线轨道上运动的视频，引导学生观察过山车在不同位置的速度、高度变化，提问：“过山车在曲线运动中，哪些能量在变化？它们之间有何关系？”引出课题。

新课教学1.曲线运动的基本特征•复习曲线运动的速度方向特点，即速度方向时刻改变。

•强调曲线运动是变速运动，但不一定是变加速运动。

2.动能的变化•分析曲线运动中速度大小的变化对动能的影响。

•举例说明（如水平抛体运动），引导学生理解速度方向变化不改变动能大小，但速度大小变化会改变动能。

第八章机械能守恒定律(单元解读课件)-高一物理(人教版2019必修第二册)

四、教学策略 3.问题解决与思维训练并重
针对机械能守恒定律的应用，设计一系列具有层次性和挑战性的问题，引导学生进行问题解决和思维训练。通过问题解决的过程，帮助学生巩固所学知识，提高他们的分析问题和解决问题的能力。鼓励学生进行独立思考和自主探究，培养他们的创新思维和实践能力。同时，注重培养学生的逻辑思维和严谨的科学态度。
第八章机械能守恒定律
人教版（2019）
主讲老师： 20XX.XX.XX
目录
01 课标解读 02 单元目标 03 内容分析 04 教学策略 05 课时安排
第一部分课标解读
一、课标解读
1.理解功和功率。了解生产生活中常见机械的功率大小及其意义。 2.理解动能和动能定理。能用动能定理解释生产生活中的现象。 3.理解重力势能，知道重力势能的变化与重力做功的关系。定性了解弹性势能。 4.通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。能用机械能守恒定律分析生产生活中!的有关问题。
第二部分单元目标
二、单元目标
1.为学生能量观的发展打好基础
本章是高中学生建立能量观念的第一章学生在初中阶段已经初步、定性地接触了动能、势能、电能等概念。在高中阶段，他们将进一步从定量的角度学习并发展这些概念，并且逐步深入地理解能量守恒定律。学好本章，将为后续的学习打下坚实的基础。
二、单元目标
四、教学策略 2.实验与理论相结合，增强直观感知
设计一系列与机械能守恒相关的实验，如摆球实验、斜面实验等，让学生观察不同情况下机械能的变化情况。通过实验数据的收集和分析，引导学生发现机械能守恒的规律，并尝试用理论进行解释。结合实验现象和理论推导，帮助学生加深对机械能守恒定律的理解，提高他们的实验能力和科学素养。

实验：验证机械能守恒定律(教学课件)高一物理(人教版2019必修第二册)

2.测出挡光条的宽度l；
3.由导轨标尺读出两光电门中心
间的距离s；
4.将滑块移至光电门1左侧某处，
待砝码静止时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2；
二、实验步骤
5.从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电
门2所用的时间Δt1和Δt2；
6.用天平称出滑块和挡光条的总质量M，
一、实验原理及思路
O
【原理】物体自由下落时，如果不计空气阻力，物体的机械
能守恒，即重力势能的减少等于动能的增加。
【思路】若以重物下落的起始点O为基准，设重物的质量为
h
m，测出物体自起始点O下落距离h时的速度v，则在误差允
许范围内，若有 1 mv 2 mgh 即验证了机械能守恒定律。
2
还有没有其他思路呢？
2
2
较它们的机械能EA和EB。若以点B为0势能点，则有：
EKA＋mgΔh＝
EKB
五、问题与探究
问题4：如何测物体的瞬时速度?
1
xvA(2t) a(2t)2
2
x
vAC
vA at
2t
vC
v B v A at
vB
vB vAC
vA
做匀变速运动的纸带上
0
v
t
某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度。
课堂练习
(3)根据(1)、(2)计算，在误差允许范围内，从起点O到打下B点过程中，你
重锤下落过程中机械能守恒
得到的结论是_________________________.
【解析】在误差允许范围内，由于重锤重力势能
减小量等于重锤动能的增加量，重锤下落的过程
中机械能守恒;

高一物理机械能守恒定律(人教版2019必修第二册)

保持不变 Ep1 Ek1 Ep2 Ek2
能否回到原来
高度
小钢球能
乒乓球不能
机械能总量如何变化
不变
减小
受力情况做功情况总结
重力绳子拉力
重力绳子拉力空气阻力
重力做功
重力做功阻力做功
机械能总量不变
机械能总量减小
动
光滑水平面上
v 有一初速度为v
能和
的小球，从小
初状态机械能：
机械能守恒定律
知识回顾
动能和势能都是机械能
1、动能:物体由于运动而具有的能量。
2、重力势能:地球上的物体具有的跟它的高度有关的能量。
3、弹性势能:发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能。
4、动能定理：合力所做的总功等于物体动能的变化。
5、重力做功与重力势能变化的关系：重力做的功等于物体重力势能的减少量。
二、动能与势能的相互转化
通过重力或弹力做功，动能与势能可以相互转化。
机 1.定义：物体由于做机械运动而具有的能叫做机械能，它是
械能
物体动能和势能的统称；
2.符号：用E表示；
3.表达式：E= Ek+Ep； 4.单位：焦耳；
5.机械能是标量；
6.机械能具有相对性。
重力做的功相等吗？重力势能的变化相
球刚接触弹簧，
弹
直到把弹簧压
末状态机械能：
性
缩至最短位置
势
这个过程中。
此过程由动能定理可得：
能
间
的
转
结论：此过程机械能守恒
换
结
论在只有弹力做功的物体系统内，物体的动能和弹性势能可以相互转化，但机械能的总量

重力势能-高一物理(人教版2019必修第二册)

前需要先选定0势能参考平面。参考平面（零势能面）的选取是任意的，
通常选择地面作为参考平面。
高度h
重力势能EP
零势能面
A hA > 0 EpA > 0 A
参考平面
正负表示大小
0
0
B hB < 0 EpB < 0 B
【例题3】如图，质量 0.5 kg 的小球，从桌面以上 h1 = 1.2 m 的 A 点落到地面的 B 点，桌面高 h2 = 0.8 m。关于小球的重力势能，请按要求填写下表。( g = 10 m/s2 )
说明： (1)物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，即 WG>0，则EP1>EP2 ,重力势能减少的数量等于重力做的功。 (2)物体由低处运动到高处时，重力做负功，WG<0，则EP1<EP2 ，重力势能增加，重力势能增加的数量等于物体克服重力所做的功(重力做负功)。
例2（P82 第2题）：质量为m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面
第八章机械能守恒定律
第2节重力势能
新课导入
初中我们已经定性地学习了重力势能（物体由于被举高而具有的能量），物体的质量越大、所处的位置越高，重力势能就越大。这一节我们来进一步定量地研究重力势能。你认为重力势能的表达式应该是怎样的呢？
重力势能的表达式是什么？
一、重力做功
思考：观察小球的运动情况并求出三种情况下小球重力做的功？
（1）与重力做功密切相关（2）随高度的变化而变化．
A Δh
可见,重力做的功等于mgh这个量的变化.在物理学中， mgh 是一个由特殊意义的物理量.就用这个物理量表示物体的重力势能。
B
h1
h2

新人教版必修二第八节机械能守恒定律课件(27张)

1 (2)从 A 到 B 根据机械能守恒定律得 mgh＝2mv2 解得 v＝ 2gh.
[点评] 应用机械能守恒定律时，相互作用的物体间的力可以是变力，也可以是恒力，只要符合守恒条件，机械能就守恒．学习互动源自考点三曲线运动中的机械能守恒问题
[想一想] 你体验过公园里的过山车吗？过山车，呼啸着、奔驰着，紧张、惊险、刺激．同学们可以开动脑筋，过山车是靠什么转动而不需要持续的动力？ [要点总结] 在平抛运动、斜抛运动、光滑曲线轨道运动(如线—球模型问题、杆—球模型问题)等运动中由于都是只有重力做功，所以研究对象机械能守恒．
能过 M 的上端点，水平飞出后落到 N 上的某一点．取 g＝10 m/s2.
(1)发射该钢珠前弹簧的弹性势能 Ep 为多大？
(2)钢珠落到圆弧 N 上时的速度大小 vN 是多少？
图7－8－5
学习互动
[答案] (1)0.15 J (2)4 m/s [解析] (1)设钢珠在 M 轨道最高点的速度为 v，
新课导入
【导入一】1．提出课题——机械能守恒定律．(板书)
2．力做功的过程也是能量从一种形式转化为另一种形式的过程，物体的动能和势能总和称为机械能，例举：通过重力或弹力做功，动能与势能相互转化．(展示图片和视频) 分析上述各个过程中能量转换及重力、弹力做功的情况．
新课导入
实验1：钢球用细绳悬起，请一同学靠近，将钢球偏至同学鼻子处释放，摆回时，观察该同学反应．释放钢球后，学生联系到伽利略理想实验中的判断，认识到若无空气阻力，应该摆到等高处，不会碰到鼻子．【导入二】前面我们学习了动能、势能和机械能的知识．在初中学习时我们就了解到，在一定条件下，物体的动能与势能(包括重力势能和弹性势能)可以相互转化，下面我们观察演示实验中物体动能与势能转化的情况．

重力势能+高中物理人教版(2019)必修第二册

参考平面桌面
地面
在A点
6J 10 J
在 B点
下落过程重力势能变
重力做功
化
─4 J 10 J
减少10 J
0
10 J
减少10 J
A h1
选择不同的参考平面，物体的重力势能不同。
相对性
重力做功和重力势能的变化与参考平面的选择无关。绝对性
h2 B
课知堂识点小四练、弹性势能
1.关于重力势能的几种理解，正确的是（ BC ） A.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功 B.相对于不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但这并不影响研究有关重力势能改变的问题 C.在同一高度将物体不论向何方向抛出，只要抛出时的初速度大小相同，则落地时减少的重力势能必相等 D.放在地面的物体，它的重力势能一定等于零
②当绳子、链条不呈直线状(如折线状)形式放置时，应当分段表示重力势能再求代数和。
4 弹性势能
拉
压
开
缩
的
的
弓
弹
簧
拉长的弹簧
弯曲的撑杆
4 弹知性识点势四能、弹性势能
1、定义：发生弹性形变的物体各部分之间由于弹力的相互作用而具有的势能。 2、性质：（1）相对性：弹簧处于原长时为零势能点。
[解析] 由功的计算公式 W＝Flcos θ 知，恒力做功时，做功的多少与物体的位移成正比，而弹簧对物体的弹力是一个变力 F＝kl，所以 A 错误。弹簧开始被压缩时弹力小，物体移动相同位移，弹力做的功也少，弹簧的压缩量变大时，弹力也变大，物体移动相同的距离做的功多，故 B 正确。物体压缩弹簧的过程，弹力做负功，弹簧的压缩量增大，弹性势能增大，故 C 错误，D 正确。

第八章：机械能守恒定律课件-高一下学期物理人教版(2019)必修第二册

请对此时的拉力做功情况分析
例题：一个质量为m的雪橇（包含人），受到与竖直方向成角斜向上的恒定拉力F，在水平面上匀速移动了 x距离。问：（1）雪橇受到了几个力？（2）请分别求出各个力做的功（3）请求出合外力做功（4）请求出各个力做功之和（5）请比较合外力做功与各个力做功之和的关系
任务二：从做功快慢的角度理解一个力的做功情况
对象 +过程
任务二：应用动能定理解决实际问题（初步应用能量观解决物理问题）
① 选对象
② 选过程
受力分析
找初态、末态
找总功
③ 找动能变化量
列动能定理表达式
例题1：一架喷气式飞机，质量m=7.0×104kg, 起飞过程中从静止开始滑跑。当位移l=2.5×103m 时，速度达到起飞速度80m/s。在此过程中，飞机受到的平均阻力是飞机所受重力的0.02倍。求飞机受到的平均牵引力大小。
m
控制变量法
m 2m
你从中发现了什么？
物体由于被举高而具有的能量——重力势能EP
定性分析（初中）
物体的质量越大，所处位置越高，重力势能越大。
定量分析（高中）
进一步理解物理量符号？
单位是？
重力势能
标量还是矢量？
有没有正负？物理意义是什么？
请比较质量1kg的小球在A、O、B三个位置的重力势能？
120cm
O

任务三：知道重力做功与重力势能变化的关系
为
重力势能怎么变化？
什么会发生这样的变化
？
以大地为零势面
你现在觉得下面两式子还一样吗？式1：式2：
请分析梅西的香蕉球在整个过程中重力势能的变化情况，并说明原因！

专题圆周运动的临界问题课件高一下学期物理人教版必修第二册

细绳能够拉紧的条件为ωB>ωA,即______R_1_________R __2___，
B滑动时,即整体恰好滑动时吗μ1m1g+μ2m2g=m1 ω2R+m2 ω2r
2 g
若m1=m2,μ1=μ2=μ整体滑动临界角速度ω=_____R__ ___r___
g ❶产生拉力的临界角速度为ω1=___2__R _
§6.4.2 圆周运动的临界问题
R
圆周运动的临界问题
1.临界点：物理变化过程中，物理规律或物理现象发生变化的转折点 2.题型简述：做圆周运动的物体，转速变化时，出现绳子恰好拉直或断裂、接触面产生最大静摩擦、弹簧或轻杆弹力方向发生变化等，从而出现临界问题。 3.方法突破——步骤：（1）判断临界状态：有“恰好”字眼，表明题中有临界点；
但小球直径略小于管道直径，所以，压力和支持力不能同时产生。 ❶一般位置：合力不等于向心力，向心力只是半径方向的分力 ❷最高和最低点：重力和弹力方向相同，合力指向圆心，合力等于向心力。
球过最高点时，设轻杆对小球产生的弹力FN方向向上，由牛顿第二定律得：
故
由此可知：弹力FN的大小和方向随着经最高点时速度v的大小的变化而变化。
叠加体特点: 1 g
上面物块临界角速度ω1=______R______
若m1=m2,下面物块临界角速度ω2=_______2___2_g_R __-___1_g___
角速度增大的过程中，两物体先后达到最大静摩擦力，不是同时达到，
临界角速度ω0小的__先___滑动
2.细绳拉力提供向心力
例题2、小物块质量为m，放在光滑水平旋转圆台上，在细绳拉力作用下随圆台一起以角速度ω匀速转动，细绳长度为R,物块可看作质点，细绳拉力多大？

高中物理必修二第八章机械能守恒定律知识点总结全面整理(带答案)

高中物理必修二第八章机械能守恒定律知识点总结全面整理单选题1、如图所示，重为G的物体受一向上的拉力F，向下以加速度a做匀减速运动，则（）A．重力做正功，拉力做正功，合力做正功B．重力做正功，拉力做负功，合力做负功C．重力做负功，拉力做正功，合力做正功D．重力做正功，拉力做负功，合力做正功答案：B由于物体向下运动，位移方向向下，因此重力方向与位移方向相同，重力做正功，拉力方向与位移方向相反，拉力做负功，由于物体向下做匀减速运动，加速度方向向上，因此合力方向向上，合力方向与位移方向相反，合力做负功。

故选B。

2、在体育课上，某同学练习投篮，站在罚球线处用力将篮球从手中投出，恰好水平击中篮板，则篮球在空中运动过程中（）A．重力势能增加，动能增加B．重力势能减小，动能减小C．重力势能增加，动能减小D．重力势能减小，动能增加答案：C篮球上升，恰好水平击中篮板，运动到最高点，整个过程重力做负功，重力势能增加，动能减小。

故选C。

3、某卫星在赤道上空轨道半径为r1的圆形轨道上绕地球运行的周期为T，卫星运动方向与地球自转方向相同，赤道上某城市的人每三天恰好五次看到卫星掠过其正上方。

假设某时刻，该卫星在A点变轨由半径为r1的圆形轨道进入椭圆轨道，近地点B到地心距离为r2。

设卫星由A到B运动的时间为t，地球自转周期为T0，不计空气阻力，则（）A ．T =38T 0 B ．t =(r 1+r 2)T 2r 1⋅√r 1+r 22r 1C ．卫星在图中椭圆轨道由A 到B 时，机械能增大D ．卫星由图中圆轨道进入椭圆轨道过程中，机械能不变答案：AA ．赤道上某城市的人每三天恰好五次看到卫星掠过其正上方，则有地球转了３圈，卫星转了８圈，可得 3T 0=8TT =38T 0A 正确；B ．根据开普勒第三定律可知(r 1+r 22)3(2t )2=r 13T2 解得t =(r 1+r 2)T 4r 1√r 1+r 22r 1B 错误；C ．卫星在图中椭圆轨道由A 到B 时，只有万有引力做功，机械能守恒，C 错误；D ．卫星由图中圆轨道进入椭圆轨道过程中，卫星做向心运动，速度必须减小，高度降低，势能减小，因此机械能减小，D 错误。