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第八章 机械能守恒定律
第四节 机械能守恒定律
高一年级物理备课组
情景体验
为什么要把重锤拉起一定高度再释放？
情景体验
小游戏：谁是最勇敢的人？
思考：铁球会碰到鼻子吗？为什么？
一、追寻守恒量
A
C
B
实验表明：斜面上的小球在运动过程中好像“记得”自己的起始高度，也就是说“某种东西”在小球运动过程中是不变的。
后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”并且把这个量叫做能量或能
二、动能和势能的相互转化
A
C
B
学生活动1：请思考小球从A运动到B和从B运动到C的过程中有什么力在做功，有哪些能量在转化？
忽略空气阻力，简化物理模型
【探究结论】：只有重力做功的情况下，重力势能和动能相互转化
二、动能和势能的相互转化
忽略空气阻力，简化物理模型
学生活动2：小球从B运动到O和从O运动到A的过程中，什么力在做功，有哪些能量在转化？
【探究结论】：只有弹力做功的情况下，弹性势能和动能相互转化
二、动能和势能的相互转化
忽略空气阻力，简化物理模型
学生活动2：小球从B运动到O和从O运动到A的过程中，什么力在做功，有哪些能量在转化？
【探究结论】：只有重力和弹力做功的情况下，重力势能、弹性势能和动能相互转化
二、动能和势能的相互转化
1.定义：把重力势能、弹性势能与动能都是机械运动过程中的能量形式，统称为机械能
3.特点：
①相对性
②系统性
机械能
2.表达式：E=EK+EP
二、动能和势能的相互转化
A
C
B
提出问题：在上述情境中，哪个物理量是守恒的？
科学猜想：小球在运动过程中，有可能机械能是守恒的
三、机械能守恒定律
v2
A
h1
h2
B
v1
寻找证据：理论演绎推理
学生活动4：请分析小球从A到B过程中
（1）小球的受力情况和力的做功情况如何？
（2）利用动能定理列出关系式
（3）重力做功与重力势能的关系式
（4）小球在A处和B处的机械能关系式
三、机械能守恒定律
WG
重力势能的减少量
动能的增加量
联立可得：
初态机械能
末态机械能
功能关系思维
演绎推理方法
三、机械能守恒定律
h1
h2
对比分析以上四种情形，小球在运动过程中机械能是否保持不变？
特点：只有重力做功，物体机械能守恒
三、机械能守恒定律
类比分析，用演绎推理的方法同样可以证明，在只有弹力做功的系统内，动能和弹性势能相互转化时总的机械能也保持不变。
学生活动5：分析和总结机械能守恒的条件
1.内容：在只有重力做功或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。
2.数学表达式：
（1） 初状态机械能等于末状态机械能
E2＝E1
（2） 减少的势能等于增加的动能
三、机械能守恒定律
（1）从做功角度看：只有重力做功或弹簧弹力做功。
3.机械能守恒条件：
（2）从能量转化角度看：只有系统内动能和势能的相互转化，无其他形式能量的转化。
【拓展思考】
如何判断一个运动过程中机械能是否守恒呢？
三、机械能守恒定律
【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
G
G
G
FN
f
√
√
用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。
×
×
降落伞匀速下降
例题
【例2】试判断下列各运动中机械能是否守恒(均不计空气阻力和摩擦阻力)
1. 抛出的手榴弹的运动 （ ）
2. 细绳拴着小球在水平面内做匀速圆周运动运动 （ ）
3. 手拉着一物体沿斜面匀速上滑运动 （ ）
4. 套在光滑圆环上的小球在竖直面内做圆周运动运动 （ ）
5. 起重机吊起一物体运动 （ ）
6. 自由下落的小球压缩弹簧后又被弹回运动 （ ）
7. 弹簧下吊一小球上下振动运动 （ ）
8. 蹦极运动 （ ）
√
√
×
√
×
√
√
√
例题
3．（多选）如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的（ ）
A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，物体A机械能守恒
B．乙图中，在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，物体B机械能守恒
C．丙图中，不计任何阻力，A加速下落，B加速上升过程中，A、B机械能守恒
D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆周运动时，小球的机械能守恒
例题
BCD
致谢
谢 谢 聆 听！

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