人教版高中物理必修2课件机械能守恒

h
E 2 mgh
1 2 mv 0 mgh 2
v0
作业
课本P35 1—5题
B
B B
O
实验猜想： 由A到B，系统机械能经过一系列能量形式的转化，总量保持不 变，我们有理由认为O点的机械能总量与AB点也相同。是否可 以说，A点的势能完全转化为O点的动能，下面我们来求证。
简化实验论证：
A点 B点
1 2 E A EkA EPA mv1 mgh1 2 1 2 EB EkB EPB mv2 mgh2 2
1 1 2 2 WG mv2 mv1 2 2
A
h N v
B
根据动能定理，有
重力做功与重力势能的关系可知：
WG mgh1 mgh2
由以上两式可以得到：
1 1 2 2 mv 2 mgh 2 mv 1 mgh 1 2 2
G
Ek 2 E p 2 Ek1 E p1
结论：
小球在最低点O时为末状态： 末状态的动能： Ek2=1/2mv2 重力势能： Ep2=0 末状态的机械能为： Ek2+Ep2=1/2mv2
根据机械能守恒定律有 ： Ek2+Ep2=Ek1+Ep1 即 1/2mv2= mgl ( 1- cosθ)
v=
2gl(1 cosθ )
小结：
一、机械能：物体的动能和势能之和称为物体 的机械能。 二、物体的动能和势能可以相互转化。 三、机械能守恒定律 在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能 可以相互转化，而总的机械能保持不变。 1、守恒条件：a、只有重力或系统内弹簧弹力做功，其它力 不做功（或其它力合力所做功为零）
机械能守恒
运动中的能量转化
重力势能转化为动能
机械能：物体的动能和势能之和称为物体的机械能。
物体沿斜面滑下
G做正功 N不做功 高度降低，势能减小 N v G
பைடு நூலகம்
h
动能增大
N与v的方向垂直， N不做功
动能转化为重力势能
物体滑上斜面
G做负功 N不做功 高度升高，势能增大 v N
h
动能减小
N与v的方向垂直， N不做功
G
分析
过程A
O
h
Ep
Ek
WG>0
过程O
B
h
Ep
Ek
WG<0
动能和弹性势能的相互转化
系统的机械能的变化
重力或弹力（系统内力）做功，机械 能可以从一种形式的能转化为另一种形式 我们已经知道动能和势能之间可以相互转 化，那么在动能和势能的转化过程中，动能和 势能的和是否真的保持不变？下面我们就来定 量讨论这个问题。
3、以10m/s的速度将质量为m的物体竖直上抛出，若空气阻力 忽略，g＝10m/s2则：⑴物体上升的最大高度是多少？⑵上升 过程在何处重力势能和运动相等？ 【解析】物体在空气中只有重力做功，故机 械能守恒 ⑴以地面为参考点，则： 在最高点动能为零，故： 由E1=E2得：
最高点
1 2 E 1 mv 0 2
b、只发生动能和势能间的相互转化。 2、表达式： E１= E2 或 EK１+EP１= EK2+EP2 或 △Ek=－ △ Ep（动能的增加等于势能的减少）
四、机械能守恒定律的应用
课 堂 训 练
1、关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法中 正确的是 （ D ） A、做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒 B、做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒 C、外力对物体所做的功等于0时，机械能一定守恒 D、物体若只有重力做功，机械能一定守恒
机械能守恒定律（实验）
实验条件： •轨道表面光滑 •刚性小球 •忽略空气助力
请仔细观察三组实验，小球的运动状态发生了怎样的变化？
机械能守恒定律（实验分析）
实验现象： 实验1与实验2中，小 球在A、B达到高度 相同，速度为零。 实验分析： EpA= EpB EkA= EkB =0 EA= EB A A A O O
在只有重力做功的物体系统内，动能和 重力势能可以相互转化，而总的机械能保 持不变。 同样可以证明，在只有弹力做功的物体 系统内，动能和弹性势能可以相互转化，而 总的机械能保持不变。
所以，实验3中重力势能完全转化为动能，轨道原因永远无 法到达B点，只能保持匀速直线运动。
机械能守恒定律
1、定律内容 在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能 和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持 不变，这就是机械能守恒定律． 2、表达式 EK2+EP2=EK1 +EP1 即 E2=E1
√
课 堂 训 练
2、如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上 运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗 糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示， 图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动。在这 C 四个图所示的运动过程中机械能守恒的是（ ）
√
课 堂 训 练
例题：
把一个小球用细绳悬挂起来，就成为 一个摆，摆长为l，最大偏角为θ。小球运 动到最低位置时的速度是多大？
〖分析〗 拉力和速度方向总垂直，对 小球不做功；所以这个过程 中只有重力对小球能做功， 机械能守恒。
l A
θ
FT
B
O
G
解：
选择小球在最低位置时所在的水平面为参考平面。 小球在最高点A时为初状态： 初状态的动能： Ek1=0 初状态的重力势能： Ep1=mg(l-lcosθ） 初状态的机械能： Ek1+Ep1=mg(l-lcosθ)