人教版高中物理必修机械能守恒定律PPT课件

❖ 如图所示，在竖直平面内有 一段四分之一圆弧轨道，半 径OA在水平方向，一个小球 从顶端A点由静止开始下滑，
已知轨道半径R＝10cm，不
计摩擦，求小球刚离开轨道 底端B点时的速度大小？
分析：以小球为研究对象，小球在轨道上作变速圆周运
动，受到重力和支持力作用，支持力是一个大小、方向
均改变的力，但因其方向始终垂直于小球的运动方向，
人教版高中物理必修2第七章7.8机械 能守恒 定律 (共26张PPT)
甲
乙
丙
A. 甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A的机械 能不守恒 B. 乙图中，物体B沿固定光滑的斜面上下滑时，物体B 的机械能守恒 （若斜面不固定呢？）
C.丙图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆动时，小球的 机械能守恒。
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例题讲解2：
❖ 如图所示，物体A、B用绳 子连接穿过定滑轮，已知
mA=2mB, 绳子的质量不计，
忽略一切摩擦，此时物体A、
B距地面高度均为H，释放
A，求当物体A刚到达地面 时的速度多大（设物体B到
滑轮的距离大于H）？
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机械能守恒定律
回忆：
1、本章我们学习了哪几种形式的能？
动能、重力势能、弹性势能
2、动能和重力势能如何表示？
Ek
1 mv2 2
EP mgh
一、机械能
1、概 念： 动能、重力势能、弹性势能的统称。
总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：
先选取参考系和0势能面才能确定 机械能。（一般选地面）
械能守恒。
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例题讲解1：
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θ。 如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置 时的速度是多大？
分析：小球从最高点
到最低点的过程中机
θ
械能守恒
v 2gl(1 cos)
练习：
所以支持力对小球不做功（这是难点），全程只有重力 作功，所以该题可用机械能守恒定律求解。
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❖ 解：选取B点所在水平面 为零势能面，以小球在A 点时为初态，经过B点时 为末态，则依据机械能守 恒定律可知：
∴小球刚离开轨道底端B点时的速度大小为：
此表达式 具有普遍 意义吗？
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结 人教版高中物理必修2第七章7.8机械能守恒定律 (共26张PPT) 论
在只有重力做功的物
体系统内，物体的动
能和重力势能可以相
互转化，但机械能的
总量保持不变
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3、如何判断机械能是否守恒
方法一：是不是只有重力或弹力做功。
注：“只有”的含义：其它力不做功或 其它力做功的代数和为零
（做功的角度）
（1）对某一物体，只有重力做功， 其它力不做功，或其它力做功和为0
举例：所有的抛体运动（不计空气阻力） 机械能守恒。
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方法二：看研究对象是否向外界 提供能量，或外界向研究对提供
能量。（能量的角度）
举例：
物体间只有动能和势能的相互转化，系 统跟外界没有发生机械能的传递，也没有转 化成其他形式的能（如内能），则系统的机
二、机械能守恒定律
1、内容：
条件
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。
2、表达式：
Ek 2 E p 2 Ek1 E p1
EK EP
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EA EB
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如图：弹簧振子在光滑的水平面上。
小球的动能和弹簧的弹性势能在相互转化 过程中机械能的总量保持不变，即机械能守 恒。
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人教版高中物Байду номын сангаас必修2第七章7.8机械 能守恒 定律 (共26张PPT)
情景分析：在下面所给的物理现象中 能量是如何转化的？
❖A、从树下掉下来的苹果 ❖B、弹簧栓着物体在光滑的水平面上
来回往复运动。
❖动能和势能之间可以相互转化
在动能势能的转
化过程中，动能和势 能是否存在某种定量 的关系？
只有重力对物体做功的情况
由动能定理，有：
m
A
h1
B
h2
WG
1 2
mv2
2
1 2
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（2）对某一系统，只有重力和弹力做功， 其它力不做功或做功的和为0
甲图
乙图
甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A的机械能
不守恒，但A和弹簧组成的系统机械能守恒。
乙图中，地面光滑，物体沿不固定光滑斜面下滑时， 物体B的机械能不守恒，但B与斜面组成的系统机械能 守恒。
mv12
以地面为0势能面，根据重力 做功与重力势能变化的关系有：
mgh1
mgh2
1 2
mv22
1 2
mv12
移项得：
1 2
mv22
mgh2
1 2
mv12
mgh1
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1 2
mv22
mgh2
1 2
mv12
mgh1
Ek 2 E p2 Ek1 E p1
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本题说明：
❖本题重点要突出物体在变力作 用下运动，又不涉及加速度和 时间问题，在满足机械能守恒 的前提下，用机械能守恒定律 来解方便、快捷，避免了使用 牛顿运动定律的困难。