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人教版高一物理必修二 第七章 第八节 机械能守恒定律

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新人教新课标版物理(必修2)第七章机械能守恒定律 第八节 机械能守恒定律-课件

新人教新课标版物理(必修2)第七章机械能守恒定律 第八节 机械能守恒定律-课件

教材知识梳理
感受自主学习 收获成果
一、动能和势能的相互转化 1．动能和重力势能间的转化 只有重力做功时，若重力做正功，则重力势能转化为动 能，若重力做负功，则动能转化为重力势能． 2．动能和弹性势能间的转化 弹力做正功，弹性势能转化为动能，弹力做负功，动能转 化为弹性势能．
3．重力势能、弹性势能和动能统称为机械能，在重力或 弹力做功时，不同形式的机械能可以发生相互转化．
特别提醒 后两种表达式由于研究的是变化量，无需选择 零势能面，有些问题利用它们解题显得更加方便，但在具体问 题中一定要搞准增加量和减少量，表达式中的ΔE表示增加 量，－ΔE表示减少量．
二、如何理解机械能守恒定律应用的条件 1．从能量转化的角度看，系统内只有动能和势能相互转 化，无其他形式的能量之间(如内能)的转化． 2．从系统做功的角度看，机械能守恒的条件具体表现在
做功条件
例证
只有重力 和系统内 的弹力做 功
如图中，A、B间，B与地面间摩擦不计，A自B上 自由下滑过程中，只有重力和A、B间弹力做功， A、B组成的系统机械能守恒．但对B来说，A对B 的弹力做功，但这个力对B来说是外力，B的机械 能不守恒
做功条件
例证
只有重力和系统内 如图中，不计空气阻力，球在摆动
第八节 机械能守恒定律
课标解读
明确要求 把握方向 学业有成
1．能够分析动能和势能之间的相互转化问题． 2．明确机械能的概念，明确机械能守恒定律的含义和适 用条件． 3．能准确判断系统在作用过程中机械能是否守恒． 4．能熟练应用机械能守恒定律解决有关问题，并领会运 用机械能守恒定律解决问题的优越性.
典例分析
举一反三 触类旁通
一、机械能守恒条件 典例1 下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是( ) A．做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒 B．做匀变速直线运动的物体的机械能可能守恒 C．合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒 D．只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒

新课标人教版高一物理必修二 第七章 第8节 机械能守恒定律

新课标人教版高一物理必修二 第七章 第8节 机械能守恒定律

(2)被压缩的弹簧具有 弹性势 能，当弹簧恢复原状 时，把跟它接触的物体弹出去。这一过程中，弹力做 正
功，弹簧的 弹性势 能减少，转化为物体的 动 能。
(3)动能和势能统称为 机械能 。通过重力或弹力做 功， 机械能 可以从一种形式转化为另一种形式。
2．机械能守恒定律 (1)推导： ①建立情景：自由落体运动或抛体运动或沿光滑曲面下滑。
[名师点睛] (1)机械能守恒的研究对象一定是系统，至少包括地球在内。 (2)“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。
1．如图7－8－1所示，下列关于机械能是否守恒的判断 正确的是 ( )
图7－8－1
A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒
B．乙图中，物体B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜 面下滑时，B机械能守恒 C．丙图中，不计任何阻力时，A加速下落，B加速上升 的过程中，A、B组成的系统机械能守恒
C．动能增加，重力势能减少 D．动能增加，重力势能增加 解析：运动员腾空跃下，不考虑空气阻力，只受重力作用， 故机械能守恒。下落过程中高度减小，重力势能减少，速
度增大，动能增加。选项C正确。
答案：C
2．物体在平衡力作用下的运动中
A．物体的机械能一定不变 B．如果物体的重力势能有变化，则它的机械能一定有变化 C．物体的动能可能变化，但机械能一定不变 D．物体的重力势能可能变化，但它的机械能一定不变
新课标人教版 高一物理 必修二
新知预习〃巧设计
第 七 章
第 8 节
名师课堂 〃一点通
要点一 要点二
创新演练 〃大冲关
随堂检测归纳小结 课下作业综合提升
1．知道什么是机械能，能够分析物体的动能和势能之 间的相互转化问题。
2．能够根据动能定理和重力做功与重力势能变化间的

新人教版高中物理必修二第七章第八节机械能守恒定律课件 (共53张PPT)

新人教版高中物理必修二第七章第八节机械能守恒定律课件 (共53张PPT)
答案：BCD
1．(多选)图甲、图乙、图丙三种情况中，系统的机 械能守恒的是( )
A．图甲中一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动 B．图乙中运动员在蹦床上越跳越高 C．图丙中小车上放一木块，小车的左侧由弹簧与墙 壁相连．小车在左右运动时，木块相对于小车无滑动(车 轮与地面摩擦不计) D．图丙中如果小车运动时，木块相对小车有滑动
(2)动能增加，势能减少，总和减少． (3)守恒．
1．对机械能守恒条件的理解． (1)从能量转化的角度看，只有系统内动能和势能相 互转化，无其他形式能量之间(如内能)的转化． (2)从系统做功的角度看，只有重力和系统内的弹力 做功，具体表现在： ①只受重力作用，例如：所有做抛体运动的物体(不 计空气阻力时)机械能守恒．
重点难点
重点
1.机械能守恒定律 的推导和理解. 2.机械能是否守恒 的判断，机械能守
恒定律的应用．
难点
1.机械能守恒条件 的理解和应用. 2.机械能守恒定律 的灵活应用.
知识点一 动能、势能的相互转化
提炼知识 1．动能与重力势能间的转化． 只有重力做功时，若重力做正功，则重力势能转化 为动能，若重力做负功，则动能转化为重力势能，转化 过程中，动能与重力势能之和保持不变．
解析：机械能守恒的条件是只有重力做功，只发生动 能和势能的转化，电梯匀速下降过程中，重力做正功，拉 力做负功，机械能减少，A 错误；起重机吊起重物过程， 重力做负功，拉力做正功，机械能增加，B 错误；物体做 自由落体运动过程，只有重力做功，机械能守恒，C 正确；
考虑阻力条件下滑雪者沿斜面下滑过程，重力做正 功，支持力不做功，滑动摩擦力做负功，机械能减少，D 错误.
解析：(1)(解法一)由 E1＝E2，
对 A、B 组成的系统，当 B 下落时系统机械能守恒，

人教版高一物理物理必修2第七章机械能：7.8 机械能守恒的判断方法

人教版高一物理物理必修2第七章机械能：7.8 机械能守恒的判断方法
5、You have to believe in yourself. That's the secret of success. ----Charles Chaplin人必须相信自己，这是成功的秘诀。-Thursday, June 17, 2021June 21Thursday, June 17, 20216/17/2021
A. 摩擦力对物体做的功等于物体
动能的增加量
B.物体在加速阶段摩擦力对物体做的功不等于物体机械 能的增加量
C.全过程中摩擦力对物体做的功等于物体机械能的增加 量
D.电机多做的功等于物体增加的机械能与物体和传送带 增加的内能之和
训练1.如图所示，质量为m=1kg的物体在长为L=3m的
水带平由传电送动带机上 带以 动初 ，速始度终保v0=持1m以/速s由度左v端=2滑m/上s匀传速送运带动，，传物送体
与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，对于将物体从左端传到
右端的过程中，
v0
（1）摩擦力对物体做的功为
（2）产生的热量Q
（3）电动机多做的功为:
答案（1）1.5J（2）0.5J（3）2J
（1）摩擦力对物体做的功为: （2）系统产生的热量Q: （3）电动机多做的功为:
答案（1）42.5J（2）37.5J（3）80J
3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。10:516.17.202110:516.17.202110:5110:51:196.17.202110:516.17.2021
热量为Q2，则应有（ A）
A.W1<W2，Q1=Q2 A F

人教版高一物理必修二7.8机械能守恒定律32

人教版高一物理必修二7.8机械能守恒定律32

4.应用机械能守恒定律解决问题的步骤
教学设计说明
【教材分析】
机械能守恒定律是动能定理之后又一重要的功能关系，也是本章内容的核心知识，体现了重要的守恒思想，对于学生思维和能力的培养有重要的作用。

教材从对机械能的认识、机械能可以相互转化出发，引出了机械能守恒定律。

在教学中要结合动能定理、重力做功与重力势能变化的关系、弹力做功与弹性势能变化之间的关系出发，引导学生得出机械能守恒定律，并对定律进行深入地学习。

【学情分析】
学生已经学习了简单的功能关系，对于“功是物体能量转化的量度”有了一定的认识，有了很好的知识储备，在此基础上学习机械能守恒定律即使新知识的学习又是对原有知识的巩固和提高。

教学反思。

人教版高一物理必修二课件：7.8机械能守恒定律

人教版高一物理必修二课件：7.8机械能守恒定律

在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统 内，动能与势能可以相互转化，而总的机 械能保持不变。
守恒条件？ 表达式？
重力 势能
WG
动能
W弹
弹性 势能
作用？
机械能 其它力做功
其它形式的能
例题
解 小：球从A到B的过程机械能守恒
θθ l
取EPB=0 ,有T来自1 2mvB2
mg (l
l
cos )
解得 vB 2gl(1 cos )
WG>0
W弹>0
重力势能
动能
弹性势能
WG<0
W弹<0
2 机械能守恒定律
内容：在只有重力或弹簧弹力做功的物体系
统内，动能与势能可以相互转化，而
总的机械能保持不变。
守恒条件：只有重力或弹簧弹力做功 或只有动能与势能之间的转化
表达式： Ek 2 EP2 Ek1 EP1 或 E增 E减
谢谢
NA
WG EkB EkA
mg
由重力做功与重力势能的关系有 B
WG EPA EPB
解得 EkB EkA EPA EPB 增加的等于减少的
即 EkB EPB EkA EPA 末状态等于初状态
在只有重力做功的物体系统内，动能与重力 势能可以相互转化，而总的机械能保持不变 。
机械能守恒定律
A
C
mg B
最大摆角θ？
若取EPA=0，有
1 2
mvB2
mg
(l
l
cos
)
0
两种表达式有何差别？
若由E增 E减有
1 2
mvB2
=mg
(l
l
cos
)
解释实验现象

人教版高一物理必修二课件：7.8机械能守恒定律


E1 k1 Ep1 E2 Ek2 Ep2
N
由动能定理：W Ek 2 Ek1
从重力做功与重力势能变化的关系知
G
WG Ep1 Ep2 Ek2 Ek1 Ep1 Ep2
Ek2 Ep2 Ek1 Ep1 即：E2 E1
二、机械能守恒定律
拓展探究：只有弹力做功时，能量如何变化， 机械能是否守恒（注意研究对象） 如图，光滑小球套在水平杆上运动，C为原长处，从 A到B过程中分析能量的变化，判定机械能是否守恒
2、有其它方法判定机械能是否守恒吗？ 从能量转化角度判定
例1.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： 1、小球受几个力，做功情况怎样？
lθ
2、小球运动过程中机械能守恒吗？ 3、选取什么方法求解，能用前面学过A 的
牛顿运动定律和运动学公式求解吗？
B
4、列公式求解前要注意什么？
O
例1.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？
解：拉力F不做功，只有重力G做功，小球机械能守恒。
以最低点为参考平面。
E1 mgl(1 cos mgl(1 cos
) )
1 E2 2
1 mv 2
mv
初态：
Ep1
1 4
mg
1 8
L
1 32
m
gL
末态：Ep2
mg
1 2
L
1 2
mgL
Ek 2
由机械能守恒定律 EK2+EP2=EK1+EP1
1 mv2 2
得 v
15
Ek1
gL

人教版物理必修二第七章第八节机械能守恒定律 教案

A.
B.
C.
D.
2、如何列机械能守恒方程是本节的难点。
课堂教学设计
复习：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1的A点时速度为v1，下落至高度h2的B点处速度为v2，不计空气阻力，取地面为参考平面，试写出物体在A点时的机械能和B点时的机械能，并找到这两点机械能之间的数量关系。
探究：一小球自A点由静止自由下落，到B点时与弹簧接触，到C点时弹簧被压缩最短。若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由A→B→C的过程中，小球的重力势能、动能及机械能如何变化。并分析小球机械能守恒情况。
2、初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。
情感态度
与价值观
体会科学探究中的守恒思想，养成探究自然规律的科学态度，领悟机械能守恒规律解决问题的优点，形成科学价值观。
教学重点
1、判断机械能是否守恒定律；
2、能够利用机械能守恒定律解决实际问题。
教学难点
1、正确分析物体系统内具有的机械能，判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。
课题
机械能守恒定律来自课型习题课任课教师
郭勇
日期
4月26日
教学目标
知识与技能
1、知道什么是机械能，理解物体的动能和势能可以相互转化；
2、理解机械能守恒定律的内容和适用条件；
3、会判定具体问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律分析实际问题。
过程与方法
1、学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法；
拓展1同上，求小球分别摆到O点和B点时的速度。
拓展2同上，若轻绳换成轻弹簧，求小球从A点摆到B点时的速度。由A摆到B的夹角为600。
应用2如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处，将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点时速度为v，B点与A点的竖直高度差为h，则（ ）

人教版高一物理必修2第七章7.8机械能守恒定律课件_3

01 实验探究 理论探究 02
实验探究1
实
验
重
力 势
重力势能减小
结 果
能 转
动能增加
： 机
化
械
为
v
能
动 能 自由落体
守 恒
重力势能
重力做功
动能
实验探究2 AOB
弹性势能
弹力做功
动能
实验结果：机械能守恒
理论探究
小球质量为m,沿光滑曲面 下滑过程中在A点速度为 V1，距离地面高度h1，在B 点速度为V2，距离地面高 度h2，请写出A到B过程中 动能定理的表达式，并试 着找出A、B两点机械能的 关系？
机械能是否守恒与物体的运动状态无关
机
概 念： 机械能是动能、重力势能、
弹性势能的统称
械 能
表达式： E Ek EP
机械能是标量，具有相对性
机
械 能
定律内容
mgh2
1 2
mv22
mgh1
1 2
mv12
守 恒
表达式 E p2 Ek2 E p1 Ek1
定 律
E1 E2
条件:只有重力或弹簧弹力做功。
mgh2
1 2
mv
2 2
mgh 2
1 2
mv
2 1
mgh 1
即 ：
E2 E1
机械能守恒定律
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。
Ek 2 E p 2 Ek1 E p1
即：E2 E1 或：Ek Ep
试一试：下列情境中物体系统的机械能守恒吗？
匀速下降的降落伞
沿光滑斜面下滑的木块
用细绳系一小球，使小球在竖直平 面内做圆周运动
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机械能的变化量等于除重力和弹力以外的其他力做的功
机械能的变化
除重力和弹力以外的其它力 做了多少功，物体的机械能就变化多少 ②除重力和弹力以外的其它力做多少正功，物体的机械能就增加多少 ③除重力和弹力以外的其它力做多少负功 ，物体的机械能就减少 多少
机械能的变化
用一根细绳拉一物体上升，若物体分别加速上升、匀速上升、减速上升，它 的机械能分别如何变化？若已知细绳拉力F，上升高度为h，那么机械能变化 多少？
动能定理和机械能守恒定律的应用区别： 机械能守恒定律
ห้องสมุดไป่ตู้
教学重点
机械能守恒的条件 在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出数学表达式
教学难点
判断机械能是否守恒 灵活运用机械能守恒定律解决问题
在小球从左边最高点摆动至右边最高点的 过程中，重力如何做功，能量如何转化？
正功
负功
重力势能
动能
重力势能
在小球自由下落的过程中，重力 如何做功，能量如何转化？
判断机械能是否守恒
判断下列过程中物体的机械能是否守恒
弹簧弹出物体的过程
弓射出箭的过程 竖直平面上连接弹簧的 小球上下振动的过程
只受重力和弹力，只有弹簧的弹力或重力做功
判断机械能是否守恒
判断下列过程中物体的机械能是否守恒
小球沿光滑斜 小球由于惯性沿光 面滑下的过程 滑斜面上滑的过程
小球左右摆 动的过程
机械能守恒的条件和应用
能够研究机械能守恒的条件和典型情况 学习并掌握机械能守恒和动能定理的应用差别 学习并掌握通过机械能守恒计算物体的速度等物理量
机械能守恒定律
为零
机械能守恒
在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而 总的机械能保持不变，这叫做机械能守恒定律。
机械能守恒定律
在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化， 而总的机械能保持不变，这叫做机械能守恒定律。
重力势能
正功 正功
动能
在木块沿光滑斜面滑下的过程中， 重力如何做功，能量如何转化？
在小球竖直上抛的过程中，重力 如何做功，能量如何转化？
动能
负功 负功
重力势能
在小球沿光滑斜面上升的过程中， 重力如何做功，能量如何转化？
在弹簧由压缩状态至将物体完全 弹出的过程中，弹力如何做功， 能量如何转化？
正功 弹性势能
正功
动能
在弓由拉伸状态至将箭射出的过 程中，弹力如何做功，能量如何 转化？
从以上讨论可以看出 重力势能，弹性势能与动能之间具有密切的联系
机械能变化与力做功的关系
复习动能定理和势能原理，并推导机械能变化与做功的关系 掌握通过做功研究机械能变化的方法
机械能
定义：我们把重力势能、弹性势能与动能统称为机械能 符号：E 大小： 单位：焦耳，J 注意：机械能是标量，是状态量，具有相对性
小球沿粗糙斜 面滑下的过程
除重力和弹力外，还受其它力，但其它力不做功
机械能守恒条件的反思
若物体在一恒定外力F作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，那么该物体在运 动的过程中机械能守恒吗？ 外力所做的功等于摩擦力做的负功的值
一般不称机械能守恒，只能称机械能保持动态平衡
机械能守恒条件的反思
一个小球放置在竖直的轻弹簧上端，并且上下振动，小球的机械能守恒吗？ 小球的机械能不守恒 小球和弹簧组成的系统机械能守恒
条件：
能量转化关系：
只有重力或弹力做功
或 只有系统内动能和势 能之间的相互转化
在某一过程中，若物体机械能守恒，那么：
①若动能增加，那么势能一定减少 ； 且动能增加量等于势能减少量 ②若动能减少，那么势能一定增加；
且动能减少量等于势能增加量
判断机械能是否守恒
判断下列过程中物体的机械能是否守恒
小球做自由下落运动 小球做竖直上抛运动 小球做平抛运动 物体只受重力（只有重力做功）
把各个状态下动能、势能的表达式代入，即 由此解出
机械能守恒定律的计算
利用机械能守恒定律解题的一般步骤： ①确定研究对象（物体或系统），选取运动过程 ②对物体进行受力分析，明确各力做功的情况，判断机械能是否守恒 ③恰当地选取参考平面，确定物体初、末状态的机械能（势能和动能） ④根据机械能守恒定律列方程求解 ⑤对解进行讨论评估
机械能守恒定律和动能定理
上面这个例题可以用动能定理求解吗？如果可以，请写出过程
解：以小球在最高点的状态作为初状态 小球从最高点运动至最低点的过程中，重力做功
小球所受绳子的拉力在这个过程中不做功 记小球在最低点的速度为v 那么在这个过程中，由动能定理有： 把重力和拉力的功代入，即 由此解出
机械能守恒定律和动能定理
机械能守恒定律的不同表达形式
机械能守恒具有不同形式的表达式 ① ②
需选取 参考系
只需要动能和势能的差值 ，可以不选取参考系
机械能守恒定律的计算
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 。如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度是多大？
解： 把最低点的重力势能定为0，以小球在最高点的状态作为初状态 。在最高点的重力势能是 而动能为0，即 以小球在最低点的状态作为末状态，势能 而动能可以表示为 运动过程中只有重力做功，所以机械能守恒，即
机械能均增加
增加的机械能
物体机械能的变化与物体运动状态无关，与物体质量无关， 只与除重力和弹力以外其它力做的功有关
机械能的变化
物块沿粗糙斜面下滑，物体机械能如何变化？若已知物块所受摩擦力f，沿 斜面下滑s，那么机械能变化多少？
机械能减小
减少量为
如果除重力和弹力以外的其它力做功为零，物体的机械能变化情况又是如何？
机械能
质量为2kg的小球在距离地面10m高处瞬时速度是10m/s，求出此刻小球 具有的机械能（g=10m/ ）（以地面为参考系） 300J
机械能的变化
重力势能的变化量与重力做功相关，弹性势能的变化量与弹力做功相关，动能 的变化量与合外力做的功相关，那么机械能的变化量与什么力做的功相关呢？
两式相减
机械能守恒定律
教学目标
知道机械能的各种形式，能够分析动能与势能（包括弹性势能）之间的 相互转化问题
能够根据动能定理和重力做功与重力势能变化间的关系，推导出机械能 守恒定律
会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律 解决有关问题
能从能量转化的角度理解机械能守恒的条件，领会运用机械能守恒定律 解决问题的优越性