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人教版高中物理第二册第8章 机械能守恒定律
第4节 机械能守恒定律
思考：前面学习了哪几种形式的能量？表达式是什么？分别对应什么力做功？
WG=EP1-EP2 =-△EP
EP=mgh
W弹=EP1-EP2 = -△EP
W合=Ek2-Ek1 =△Ek
知识回顾
重力势能EP
弹性势能EP
动能Ek
相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。
物体由于运动而具有的能量叫做动能。
动能和势能统称为机械能。
说说下图动能与势能的转化关系？
转化的原因是什么？
谈谈你的感受，
并说说此过程中能量形式的转化。
实验1
小球有“记忆性”
OàB，重力做 功，重力势能 动能 ；
BàO，重力做 功，重力势能 动能 ；
OàA，重力做 功，重力势能 动能 ；
AàO，重力做 功，重力势能 动能 ；
观察两次实验现象，说说小球摆动过程中异同点
实验2 加钉子
1.摆动的最高点相同，加钉子后最低点速度不变。
2.半径变小，向心力变大，绳子拉力变大。
观察两次实验现象，说说与实验1现象有何不同？
假设：换成泡沫球呢？
小球失去“记忆性”的原因？
OàB，弹力做 功，弹性势能 动能 ；
BàO，弹力做 功，弹性势能 动能 ；
OàA，弹力做 功，弹性势能 动能 ；
AàO，弹力做 功，弹性势能 动能 ；
动能和势能的相互转化
1、分析单摆摆动过程中动能和势能的变化情况
小球好像能“记住”自己的最大位置，从能量的角度思考里面的科学道理。
追寻守恒量
m
以地面为零势能面
h
物体沿光滑斜面下滑，
则物体在A点和B点的动能、势能、机械能分别是多少。
A
B
在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内，
物体的动能和势能发生相互转化，
机械能的总量保持不变。
表达式：
或
机械能守恒定律：
1.对机械能守恒条件的理解
(1)从能量转化的角度看,系统内只有动能和势能相互转化,则系统的机械能守恒。
(2)从做功的角度看,只有重力和系统内的弹力做功,具体表现如下:
只受重力作用,例如所有做抛体运动的物体机械能守恒。
受重力和弹簧弹力以外还受其他力作用，但是其他力不做功。
受重力和弹簧弹力以外还受其他力作用，其他力也做功，但是做功代数和为零
例1、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
3. 手拉着一物体沿斜面匀速上滑
4. 套在光滑圆环上的小球在竖直面内做圆周运动
5. 起重机吊起一物体
6. 自由下落的小球压缩弹簧后又被弹回
7. 弹簧下吊一小球上下振动
8. 蹦极
9. 关闭了动力的过山车的运动
10. 导弹在空中爆炸
√
√
×
√
×
×
√
√
√
√
2.如图，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中（ ）
A.小球机械能守恒
B.小球和弹簧总机械能守恒
C.小球的重力势能随时间均匀减少
D.小球在b点时动能最大
E.到c点时小球重力势能的减少量等于
弹簧弹性势能的增加量
1.机械能守恒定律的不同表达式
归纳拓展
2.应用机械能守恒定律的解题步骤
(1)选取研究对象(物体或系统)。
(2)明确研究对象的运动过程,分析研究对象在运动过程中的受力情况,弄清各力的做功情况,判断机械能是否守恒。
(3)选取恰当的参考平面,确定研究对象在初、末状态的机械能。
(4)选取机械能守恒的某种表达式,列方程求解。
确定
研究对象
STEP 1
STEP 2
进行
受力分析
STEP 3
判断是否符合条件
[例2]如图所示,让摆球从图中A位置由静止开始下摆,正好摆到最低点B位置时线被拉断。设摆线长l=1.6 m,O点离地高H=5.8 m,不计线断时的机械能损失,不计空气阻力,g取10 m/s2,求:
(1)摆球刚到达B点时的速度大小;
(2)落地时摆球的速度大小。
思考：机械能什么时候发生变化？
小结：
WG=EP1-EP2 =-△EP
EP=mgh
W弹=EP1-EP2 = -△EP
W合=Ek2-Ek1 =△Ek
重力势能EP
弹性势能EP
动能Ek
机械能E
W合=Ek2-Ek1 =△Ek
W其他=E2-E1 =△E

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