8.4机械能守恒定律课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册(共17张PPT)

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8.4机械能守恒定律课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册(共17张PPT)

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(共17张PPT)
人教版(2019)高中物理必修第二册
主讲人:XX
8.4机械能守恒定律
第八章 机械能守恒定律
01
学习目标
FOUCS
机械能
01
机械能守恒条件
02
机械能守恒定律
03
机械能守恒应用
04
新课引入
知识回顾
1、动能定理:所有外力对物体做的总功等于物体动能的变化。
2、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。
弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系:弹簧弹
力做功等于弹簧弹性势能的减少量。
=-ΔEP
=-ΔEP
=ΔEk
一、机械能
机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称, 用符号 E 表示
3.机械能是标量,具有相对性和系统性
1.概念:
2.表达式:
(只有在确定的参考系和零势能参考平面情况下,机械能才有确定的物理意义)
生活中有很多动能和势能相互转化的例子
动能与势能的相互转化
将实验中的钢球等效为物理模型质量为m的物体均从高为h1的A点运动到高为h2的B点,求这四个过程中重力对物体做的功?(不计空气阻力和摩擦阻力)
若物体在A点的速度为v1,所有阻力均不计,
求物体到达B点时的动能Ek2
由动能定理知:
小组合作
由重力做功与重力势能的关系得
A
C
B
如果钢球换成气球,有什么样的结论?
Ek2+EP2≠Ek1+EP1
即 E1≠E2
结论:除重力外有其他力做功,机械能改变。
理论探究
若地面光滑,根据动能定理Ek2-Ek1=W弹
W弹=-ΔEp=Ep1-Ep2由两式得
Ek2-Ek1=Ep1-Ep2
Ek2+Ep2=Ek1+Ep1
即E2=E1
Ek2
Ep2
Ek1
Ep1
在只有重力做功的物体系统内,动能与重力势能可以互相转化,
而总的机械能保持不变。
在只有弹力做功的物体系统内,动能与弹性势能可以互相转化,
总的机械能也保持不变。
由弹力做功与弹性势能的变化关系得
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。
2.表达式:
守恒观点
转化观点
转移观点
或 ΔEk减=ΔEp增
或 ΔEA减=ΔEB增
(3)ΔEA=-ΔEB
(2)ΔEk= -ΔEp
(1)EK2+EP2=EK1+EP1 即 E2=E1
二、机械能守恒定律
3.守恒条件
物体系统内只有重力或弹力做功(其他力不做功),机械能守恒。
(1)系统不受外力。
(2)系统受其他力,而其他力不做功,只有重力(弹力)做功;
(3)系统受外力,除重力(弹力)以外的力也做功,但外力做功的代数和为零。
4.对守恒条件的理解:
三、机械能守恒条件
【例题1】判断下列各题中物体的机械能是否守恒?
将小球斜抛出去后
木块沿光滑固定斜面下滑
降落伞匀速下降
G
G
G
FN
f


用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。
×
×
【例2】如图所示,木块与水平桌面间的接触面是光滑的,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短,则从子弹开始射木块到弹簧压缩至最短的整个过程中(   )
B D
A.子弹与木块组成的系统机械能守恒
B.子弹与木块组成的系统机械能不守恒
C.子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒
D.子弹、木块和弹簧组成的系统机械能不守恒
(1)用做功来分析:分析物体或物体系统的受力情况(包括内力和外力),明确各力做功的情况,若对物体或系统只有重力或弹力做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则物体或物体系统的机械能守恒。
(2)用能量转化来分析:若物体系统中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,机械能也没有转化成其他形式的能(如内能),则系统的机械能守恒.
(3)用增减情况分析:若物体系统的动能与势能均增加,则系统机械能不守恒;若系统的动能不变,而势能发生了变化,或系统的势能不变,而动能发生了变化,则系统机械能不守恒。
判断机械能是否守恒的方法:
【例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)
h
B
A
取地面为0势面,由机械能守恒,得
解:在最高点B时
随着人类能量消耗的迅速增加,如何有效地提高能量的利用率,是人类所面临的一项重要任务,右图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案,与站台连接的轨道有一个小的坡度。
进站前关闭发动机,机车凭惯性上坡,动能变成势能储存起来,出站时下坡,势能变成动能,节省了能源。
明珠号列车为什么在站台上要设置一个小小的坡度?
生活中的实例
车站
车站示意图
1.机械能
重力势能、弹性势能与动能统称为机械能。
2.机械能守恒定律内容
在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能和势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变。
3. 表达式: EK1 + EP1 = EK2 + EP2 或E1=E2
4.守恒条件:物体系统内只有重力或弹力做功(其他力不做功)。
总结
机械能守恒定律

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