人教版高一物理必修二 第七章 第八节 机械能守恒定律

机械能均增加
增加的机械能
物体机械能的变化与物体Leabharlann Baidu动状态无关，与物体质量无关， 只与除重力和弹力以外其它力做的功有关
机械能的变化
物块沿粗糙斜面下滑，物体机械能如何变化？若已知物块所受摩擦力f，沿 斜面下滑s，那么机械能变化多少？
机械能减小
减少量为
如果除重力和弹力以外的其它力做功为零，物体的机械能变化情况又是如何？
教学重点
机械能守恒的条件 在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出数学表达式
教学难点
判断机械能是否守恒 灵活运用机械能守恒定律解决问题
在小球从左边最高点摆动至右边最高点的 过程中，重力如何做功，能量如何转化？
正功
负功
重力势能
动能
重力势能
在小球自由下落的过程中，重力 如何做功，能量如何转化？
小球沿粗糙斜 面滑下的过程
除重力和弹力外，还受其它力，但其它力不做功
机械能守恒条件的反思
若物体在一恒定外力F作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，那么该物体在运 动的过程中机械能守恒吗？ 外力所做的功等于摩擦力做的负功的值
一般不称机械能守恒，只能称机械能保持动态平衡
机械能守恒条件的反思
一个小球放置在竖直的轻弹簧上端，并且上下振动，小球的机械能守恒吗？ 小球的机械能不守恒 小球和弹簧组成的系统机械能守恒
机械能守恒定律和动能定理
上面这个例题可以用动能定理求解吗？如果可以，请写出过程
解：以小球在最高点的状态作为初状态 小球从最高点运动至最低点的过程中，重力做功
小球所受绳子的拉力在这个过程中不做功 记小球在最低点的速度为v 那么在这个过程中，由动能定理有： 把重力和拉力的功代入，即 由此解出
机械能守恒定律和动能定理
动能定理和机械能守恒定律的应用区别： 机械能守恒定律
机械能守恒定律的不同表达形式
机械能守恒具有不同形式的表达式 ① ②
需选取 参考系
只需要动能和势能的差值 ，可以不选取参考系
机械能守恒定律的计算
把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆（如图所示），摆长为l，最 大偏角为 。如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度是多大？
解： 把最低点的重力势能定为0，以小球在最高点的状态作为初状态 。在最高点的重力势能是 而动能为0，即 以小球在最低点的状态作为末状态，势能 而动能可以表示为 运动过程中只有重力做功，所以机械能守恒，即
机械能的变化量等于除重力和弹力以外的其他力做的功
机械能的变化
除重力和弹力以外的其它力 做了多少功，物体的机械能就变化多少 ②除重力和弹力以外的其它力做多少正功，物体的机械能就增加多少 ③除重力和弹力以外的其它力做多少负功 ，物体的机械能就减少 多少
机械能的变化
用一根细绳拉一物体上升，若物体分别加速上升、匀速上升、减速上升，它 的机械能分别如何变化？若已知细绳拉力F，上升高度为h，那么机械能变化 多少？
条件：
能量转化关系：
只有重力或弹力做功
或 只有系统内动能和势 能之间的相互转化
在某一过程中，若物体机械能守恒，那么：
①若动能增加，那么势能一定减少 ； 且动能增加量等于势能减少量 ②若动能减少，那么势能一定增加；
且动能减少量等于势能增加量
判断机械能是否守恒
判断下列过程中物体的机械能是否守恒
小球做自由下落运动 小球做竖直上抛运动 小球做平抛运动 物体只受重力（只有重力做功）
正功
动能
在弓由拉伸状态至将箭射出的过 程中，弹力如何做功，能量如何 转化？
从以上讨论可以看出 重力势能，弹性势能与动能之间具有密切的联系
机械能变化与力做功的关系
复习动能定理和势能原理，并推导机械能变化与做功的关系 掌握通过做功研究机械能变化的方法
机械能
定义：我们把重力势能、弹性势能与动能统称为机械能 符号：E 大小： 单位：焦耳，J 注意：机械能是标量，是状态量，具有相对性
机械能守恒定律
教学目标
知道机械能的各种形式，能够分析动能与势能（包括弹性势能）之间的 相互转化问题
能够根据动能定理和重力做功与重力势能变化间的关系，推导出机械能 守恒定律
会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律 解决有关问题
能从能量转化的角度理解机械能守恒的条件，领会运用机械能守恒定律 解决问题的优越性
机械能
质量为2kg的小球在距离地面10m高处瞬时速度是10m/s，求出此刻小球 具有的机械能（g=10m/ ）（以地面为参考系） 300J
机械能的变化
重力势能的变化量与重力做功相关，弹性势能的变化量与弹力做功相关，动能 的变化量与合外力做的功相关，那么机械能的变化量与什么力做的功相关呢？
两式相减
重力势能
正功 正功
动能
在木块沿光滑斜面滑下的过程中， 重力如何做功，能量如何转化？
在小球竖直上抛的过程中，重力 如何做功，能量如何转化？
动能
负功 负功
重力势能
在小球沿光滑斜面上升的过程中， 重力如何做功，能量如何转化？
在弹簧由压缩状态至将物体完全 弹出的过程中，弹力如何做功， 能量如何转化？
正功 弹性势能
机械能守恒的条件和应用
能够研究机械能守恒的条件和典型情况 学习并掌握机械能守恒和动能定理的应用差别 学习并掌握通过机械能守恒计算物体的速度等物理量
机械能守恒定律
为零
机械能守恒
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，这叫做机械能守恒定律。
机械能守恒定律
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，这叫做机械能守恒定律。
判断机械能是否守恒
判断下列过程中物体的机械能是否守恒
弹簧弹出物体的过程
弓射出箭的过程 竖直平面上连接弹簧的 小球上下振动的过程
只受重力和弹力，只有弹簧的弹力或重力做功
判断机械能是否守恒
判断下列过程中物体的机械能是否守恒
小球沿光滑斜 小球由于惯性沿光 面滑下的过程 滑斜面上滑的过程
小球左右摆 动的过程
把各个状态下动能、势能的表达式代入，即 由此解出
机械能守恒定律的计算
利用机械能守恒定律解题的一般步骤： ①确定研究对象（物体或系统），选取运动过程 ②对物体进行受力分析，明确各力做功的情况，判断机械能是否守恒 ③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 ⑤对解进行讨论评估