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高中物理必修二 《机械能守恒定律》PPT优秀课件

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7.8 机械能守恒定律—人教版高中物理必修二课件 (共32张PPT)

7.8 机械能守恒定律—人教版高中物理必修二课件 (共32张PPT)
常见的机械能守恒的例子：①自由落体运动
②平抛运动（抛体）
③单摆（秋千）
④沿光滑斜面自由上下滑的运动。
课堂练习
1、下列运动过程，机械能可视为守恒的是（ C ）
A、热气球缓缓升空
B、树叶从枝头飘落
C、抛出的铅球在空中运动 D、跳水运动员在水中下沉
2、下列几种运动中，物体机械能守恒的是（ BC）
A、汽车刹车时的运动
相同
不相同
mgh1
mgh2
1 2
mv12
1 2
mv12
mgh1
mgh2
mgh1
W阻
mgh2
1 2
mv22
1 2
mv22
W阻
mgh1
mgh2
问题与练习解答：
1、如图，质量为m的小球从光滑曲面上滑下。当它到达高度为h1的位置A时，速度的大 小为v1，滑到高度为h2的位置B时，速度的大小为V2。在由高度h1滑到高度h2的过程中， 重力做的功为W。 (1)根据动能定理列出方程，描述小球在A、B两点间动能的关系。 (2) 根据重力做功与重力势能的关系，把以上方程变形，以反映出小球运动过程中机 械能是守恒的。
7.8机械能守恒定律
物体能量的变化往往跟力做的功相关联
重力做功
重力势能变化 EP=mgh
弹力做功 外力做功
弹性势能变化
Ep
1 kl 2 2
动能变化
Ek
1 mv2 2
演示
一个用细线悬挂的小球从A点开始 摆动。记住它向右能够到达的最大高度。 然后用一把直尺在P点挡住悬线，看一 看这种情况下小球所能达到的最大高度。
40 49
1
2
可见EK>EP，所以列车能够冲上站台。

《机械能守恒定律》课件二(25张PPT)(新人教版必修2)

《机械能守恒定律》课件二(25张PPT)(新人教版必修2)
3、动能和弹性势能可以相互转化。通过弹力做功实现。 例压缩的弹簧；射箭。
结论：通过重力或弹力做功， 机械能可以从一种形式转化成另一种形式
思考：机械能在转化过程中总量如何？
推导： 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点时速度为v2，不计空 气阻力，取地面为参考平面，试写出物体在A点和B点时
W总 = EK 2 - EK1
W总＝
1 2mv22-Fra bibliotek1 2
mv12
5、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。
WG = EP1 - EP2
一、动能与势能的相互转化
1、机械能: 物体动能、重力势能和弹性势能的总和
2、动能和重力势能可以相互转化。通过重力做功实现。 例自由落体或竖直上升；沿光滑斜面下滑或上滑。
力不做功。或其它力的功和为0。 （3）弹力指内力中的弹力
3、机械能守恒定律的另一种表述：
只有重力或弹力做功的情况下，
势能的减少（或增加）
等于动能的增加（或减少）.
或
ΔE =ΔE － P EP1 - EP2 = EK2 - EK1
K
说明
如果问题中只有动能和重力 势能的相互转化，没有涉及到 弹性势能，此时机械能守恒的 条件可以表述为：只有重力做 功 以后遇到的问题绝大多数都是 这种情形。
• 3.解： • （1）石块从抛出到落地的过程中，只有重力做功，
所以机械能守恒。设地面为0势能面，根据机械能 守恒定律： • 有 mv02/2＋mgh= mv2/2 • 得 V= v02 + 2=g1h5m/s
• 或根据动能定理： • mgh= mv2/2－mv02/2 • 得V= v02 + 2gh= 15m/s

人教版高一物理必修第二册机械能守恒定律(共18张PPT)

人教版高一物理必修第二册机械能守恒定律(共18张PPT)
（2）他所能到达的最大离地高度为多少（场地足够高）？
（3）若从B高台开始下滑，为能到达A高台，此人下滑的最小速度为多少？
课堂练习
1.(多选)下列过程中，在不计空气阻力的情况下机械能守恒 的是( ) A.物体做自由落体运动 B.用轻绳系一小球，给小球一初速度，使小球以另一端为 圆心，在竖直面内做圆周运动，小球在做圆周运动的过程 中 C.自由下落的炸弹在空中爆炸 D.物体以一定的初速度冲上光滑的斜面
第八章 第四节 机械能守恒定律
前面我们学习了重力势能、弹性势能和动能，它们分 别有怎样的特点？与做功分别有怎样的关系？
[情境展示] 图片中展示的各种运动过程，是什么力做功？有哪些
能量参与了转化？
小孩荡秋千
瀑布
蹦极
蹦床
一、动能与势能的相互转化
1.机械能概念：物体的动能和势能之和称为物体的机械能。 机械能包括动能、重力势能和弹性势能。通过做功，机 械能可以从一种形式转化为另一种形式。 2.计算公式：E=Ek+Ep 3.机械能是标量 4.具有相对性(需要设定零势能面)
二、追寻守恒量
钢球用细线悬起，请一个同学靠近将钢球拉至同学鼻子处释放， 摆回时，观察钢球所能达到的高度。将小钢球换成塑料球再做， 观察现象。
钢球所能达到的高度与初始高度基本相同， 说明什么问题？
二、追寻守恒量 DIS实验
三、机械能守恒定律
请以物体沿光滑曲面滑下为例，推导动能与势能 的相互转化是否存在某种定量的关系。
[例题2]质量为25kg的小孩坐在秋千上，小孩离栓绳子的横梁2.5m，如果秋千摆
与其当一辈子乌鸦，莫如当一次鹰。
到最高点时，绳子与竖直方向的夹角是60°，当秋千板摆到最低点时（不计空气 由静止释放到最低点，弹簧的长度也等于L(在弹性限度内)，这时A、B两球在最低点的速度分别为vA和vB，则( )

人教版高一物理必修二7.8《机械能守恒定律》课件(共33张ppt)

人教版高一物理必修二7.8《机械能守恒定律》课件(共33张ppt)

m A v= 10m/s h=10m
E=Ek+Ep =300J
2020/5/16
7
探究二：机械能之间的互相转化
2020/5/16
8
极 限 运 动 蹦 极
2020/5/16
9
08
奥 运 蹦 床 冠 军 何 雯 娜
2020/5/16
10
二、机械能之间可以互相转化
1、重力势能和动能之间可以互相转化
为L，最大偏角为θ。 L
小球运动到最底位
置时的速度是多大？ F
A
L·cosθ C
L Lcos
L(1 cos )
h
G
O
2020/5/16
28
L cos
解： 以最低点为零势能面
A
最高点的A机械能为 E1 mgL(1 cos )
C h
O
最低点的O机械能为
E2
1 2
mv
2
L(1 cos )
只有重力做功，机 械能守恒，得：
mgh1
1 2
mv12
mgh2
1 2
mv22
守恒式
注意零势面选取
（2）物体（或系统）减少的势能等于物 体（或系统） 增加的动能
EP减 EK增
转化式
关注初、末状态动能和 势能的变化量
2020/5/16
16
3、机械能守恒定律成立条件的理解
(1)系统内，只有重力和弹簧弹力做 功.（除重力和弹簧弹力以外的力不做 功或做功的代数和为零）
WG
1 2
mv22
1 2
mv12
由重力做功与重 力势能的关系得
WG mgh1 mgh2
由以上两式得

人教高中物理必修二 7.8机械能守恒定律(共17张PPT)

人教高中物理必修二 7.8机械能守恒定律(共17张PPT)
D、应用机械能守恒定律只考虑过程的始末状 态，而不考虑两状态之间的运动过程，可简化 研究过程。
A O： 重力势能转化为动能
O
B： 动能转化为重力势能T
B
A
受力分析：
势能最大 动能为零
G
O
动能最大 势能最小
【结论】 在只有重力做功的情况下，物体
的动能和重力势能可以相互转化。
【条件】 只受重力作用(或 除重力外，其它
力不做功)
3、动能与弹性势能之间的相互转化：
演示三：物体与弹簧的作用
A图：动能最大，弹 性势能为零。 A
旧课复习
动能：物体由于运动具有的能
势能：
重力势能：地球上的物体具有跟它的高
度有关的能
h
弹性势能：物体因弹性形变而具有的能
V
1、机械能：
（1）定义：物体所具有的动能和势 能统称机械能。
（2）表达式：
E

EK

EP

1 2
mv2

mgh
（3）单位：焦耳。1J=1kg·m2/s2，动 能是标量。
2、动能与重力势能之间的相互转化：
B图：动能为零，弹 性势能最大。
A B：物体动能 B 转化为弹性势能
B C：物体弹性 势能转化为动能
C
【结论】
在只有弹力做功的情况下，物体的 动能和弹性势能也可以相互转化。
【条件】 只有弹力做功(或 除弹力外，其它
力不做功)
在只有重力和弹力做功的情况下， 物体的动能和势能可以相互转化。
小球在刚开始下落时:
V1
不计空气阻力
V
A 不计摩擦阻力 机械能守恒
【例题1】小球沿光滑斜面下滑，求到达底 面时的速度。斜面高h=0.5m，长S=1m。

《机械能机械能守恒》课件

《机械能机械能守恒》课件

从其他角度推导机械能守恒定律
总结词
通过其他角度推导机械能守恒定律，深入理 解机械能守恒的条件和内涵。
详细描述
除了上述两种推导方法外，还可以通过其他 角度推导机械能守恒定律。例如，从能量守 恒的角度出发，当只有重力或弹力做功时， 物体的机械能与其他形式的能量之间相互转 化，但总量保持不变。此外，还可以通过分 析物体的受力情况和运动状态来推导机械能 守恒定律。
宇称守恒
在量子力学中，宇称守恒是指在任何情况下，一个孤立系统的总宇称保持不变。宇称是描 述粒子在空间反射下变换性质的一个物理量。
感谢您的观看
THANKSΒιβλιοθήκη 机械能守恒定律的数学表达式
E_{k1}+E_{p1}=E_{k2}+E_{p2}，其中E_{k}表示动能，E_{p} 表示势能。
机械能守恒定律的适用条件
1 2 3
只有重力或弹力做功
机械能守恒定律仅适用于只有重力或弹力做功的 理想情况，其他力（如摩擦力、电磁力等）不做 功或做功相互抵消。
物体运动轨迹为直线或平面曲线
热力学第一定律与能量守恒
01 02
热力学第一定律
热力学第一定律即能量守恒定律在热学领域的应用，表明在一个封闭的 热力学系统中，能量不能凭空产生也不能消失，只能从一种形式转化为 另一种形式。
内能
热力学第一定律涉及到内能的增加和减少，当系统与外界交换热量时， 内能会发生相应的变化。
03
热量与功的关系
在热力学中，系统对外界做功或外界对系统做功可以导致能量的转移，
03
机械能守恒定律的应用
机械能守恒在日常生活中的应用
骑自行车
当自行车下坡时，重力势能转化 为动能，使得自行车加速；上坡 时，动能转化为重力势能，需要 克服重力做功。

机械能守恒定律(共23张PPT)


能 系统内，动能与势能可以相互转化，而总
守 的机械能保持不变。
是否表示
恒 只有重力（弹力）做功包括：
只受重力
定 ①只受重力，不受其他力 律
或弹力？
②除重力以外还有其它力，但其它力都不做功
即：只有动能与重力势能、弹性势能相互 转化，没有其他任何能量（内能、电能、 化学能等）参与
注：此处弹力高中阶段特指弹簧类弹力
在只有重力做功的物体系统中(以自由落体运动为例）
v v 根据动能定理我们可以得
1 WG 2 m
21m 22
2
①
1
又因为重力做功使得小球的重力势能减少了
V0=0
WG=mgh1-mgh2
②
①=② 得
V1
mgh1+1/2mv12=mgh2+1/2mv22
EP1 + EK1 = EP2 + EK2
h1
V2
解析：小球摆动过程中，细线的拉力 不做功，系统只有重力做功，机械能守恒。
解：设小球最低点所在位置为参考平面
由机械能守恒定律得：
mgL(1 cos ) 1 mv2
2
解得： v 2gL(1 cos)
应用机械能守恒定律解题，只需考虑过程的初、末 状态，不必考虑两个状态间过程的细节，这是它的优点。
应用机械能守恒定律解题的一般步骤：
机械能保持不变。
Ek1 +Ep1 =Ek2 +Ep2
表达式：
E1 =E 2
1 2
mv22
mgh2
1 2
mv12
mgh1
适用条件： 只有重力做功或弹力做功
注：此处弹力高中阶段特指弹簧类弹力
知识回顾
1、动能:物体由于运动而具有的能。

新人教版必修二《机械能守恒定律》课件(共24张PPT)

A.小球的机械能守恒 × B.小球和弹簧组成的系统机械能守恒 √ C.小球的动能先增大后减小 √ D.弹簧弹性势能和小球重力势能的和一直减小 × E.小球动能和弹性势能的和一直增大 √ F.小球动能和重力势能的和一直减小 √
2.如图所示,桌面高为h,质量为m的小球从离桌面高H处自由落
下,不计空气阻力,假设桌面处的重力势能为零,则小球落到
守恒条件 表达式
应用机械能守恒定律解题步骤
作业
《机械能守恒定律》固学案
9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/172021/3/17Wednesday, March 17, 2021
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/172021/3/172021/3/173/17/2021 2:49:41 PM 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/172021/3/172021/3/17Mar-2117-Mar-21 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/172021/3/172021/3/17Wednesday, March 17, 2021 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/172021/3/172021/3/172021/3/173/17/2021
滑轮间的摩擦,原来在外力作用下系统处于静止
状态。撤去外力后,A向下、B向上运动的过程中,
下列说法正确的是( )。BC
A.A的重力势能减小,动能增加，机
械能守恒
B.B的机械能不守恒 C.A、B的总机械能守恒 D.A、B的总机械能不守恒
探究三、机械能守恒定律的应用
1、表达式：

《机械能守恒定律》优质课ppt课件


FN A’
G
探究过程展示：
O
A
A’点到O点过程：只有弹力做功 由动能定理得：
由弹力做功和弹性势能变化的关系有：
F
得到：
整理得：
即：
结论2：
在只有弹力做功的物体系统中， 动能和弹性势能可以相互转化， 而总的机械能保持不变.
结论1：
在只有重力做功的物体系统中， 动能和重力势能可以相互转化， 而总的机械能保持不变.
在下列说法正确的是 ( 不计空气阻力
)(
ACD)(多选）
A、小球自由落体过程中，小球机械能守恒 B、小球压缩弹簧过程中，小球机械能守恒 C、小球压缩弹簧过程中，小球和弹簧组成 系统机械能守恒 D、整个过程中，小球和弹簧组成系统机械 能守恒
三、机械能守恒定律
1 . 机械能守恒定律的内容：
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.
解惑释疑
演示实验：碰鼻子实验
为什么小球好象 记着自已的位置 不会碰到鼻尖？
小球摆动过程机 械能守恒，摆回 原来位置时，正 好静止，好象记 着自已的位置不 会碰到鼻尖.
五、应用机械能守恒定律解题步骤
即时训练4：
4、从离地面高20米处以10m/s的初速度水平抛出一 个质量为1Kg的铁球，铁球下落过程中在离地5m 高处时的速度是多大？（不考虑空气阻力）
得到：
整理得：
即：
结论1：
在只有重力做功的物体系统中， 动能和重力势能可以相互转化， 而总的机械能保持不变.
三、机械能守恒定律
探究2、探究动能和弹性势能转化规律
如图所示，轻弹簧放在光滑水平面上，O为原长位置，将弹簧向左压缩到A’点 后释放物体，物体在关于O点对称的A’和A之间往复运动，根据以上情景探究动 能和弹性势能转化规律

高中物理【机械能守恒定律】优秀课件


人教物理必修第二册
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[思路点拨] 解答此题应注意把握以下两点： (1)机械能守恒时物体或系统的受力特点。 (2)机械能守恒时能量转化特点。
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[答案] C [解析] 图1中“蛟龙号”被吊车吊下水的过程中，钢绳的拉力对它做 负功，所以机械能不守恒，故A错误；图2中物块在F作用下沿固定光 滑斜面匀速上滑，力F做正功，物块机械能增加，故B错误；图3中物 块沿固定斜面匀速下滑，在斜面上物块受力平衡，重力沿斜面向下的 分力与摩擦力平衡，摩擦力做负功，物块机械能减少，故C正确；图4 中撑竿跳高运动员在上升过程中撑竿的弹性势能转化为运动员的机械 能，所以运动员的机械能不守恒，故D错误。
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机械能守恒定律
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学习目标要求
核心素养和关键能力
1.了解人们追寻守恒量和建立“能量 1.物理观念：与功和机械能相关的初
”概念的漫长过程。 步能量观念。
2.知道什么是机械能，知道物体的动 2.科学思维：(1)守恒思想。
能和势能可以相互转化。 (2)能对熟悉物理情境建构物理模型。
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2．能的转化： 在伽利略的理想斜面实验中，小球的_重__力__势__能___和 ___动__能___相互转化。
人教物理能的相互转化 1．物体沿光滑斜面上升，重力对物体做____负____功，物体的速度减 小，动能___减__少___，高度增加，物体的重力势能增加。
A．若取地面为零势能面，物体在 A 点具有的机械能是12mv2＋mgH
B．若取桌面为零势能面，物体在 A 点具有的机械能是12mv2
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4
二、机械能守恒定律
【思考】物体从某一高度由静止做自由落体运动,机械
能如何变化? 提示:物体下落过程中,重力势能减小,动能增加,重力 势能转化为动能,总的机械能不变。
2021/02/20
5
1.内容: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。
2021/02/20
15
【素养训练】 1.如图所示,下列说法正确的是(所有情况均不计摩擦 、空气阻力以及滑轮质量) ( )
2021/02/20
16
A.甲图中,火箭升空的过程中,若匀速升空则机械能守
恒,若加速升空则机械能不守恒
B.乙图中,物块在外力F的作用下匀速上滑,物块的机械
能守恒
C.丙图中,物块A以一定的初速度将弹簧压缩的过程中,
2021/02/20
13
【典例示范】 下列情况中,说法正确的是 ( ) A.物体做匀速运动时,机械能一定守恒 B.物体所受合外力做功为零时,机械能一定守恒 C.物体所受合外力做功不为零时,机械能可能守恒 D.物体做曲线运动时,机械能一定不守恒
2021/02/20
14
【解析】选C。如果物体竖直向上做匀速运动,则动能 不变,重力势能增加,故机械能不守恒,故A错误;物体机 械能守恒的条件不是合外力对物体做功为零,而是只有 重力或弹簧弹力做功,故B错误;如果物体受到的合外力 为重力,则只有重力做功的情况下,机械能守恒,故C正 确;物体做曲线运动时,只要满足只有重力做功,则机械 能守恒,如平抛运动,故D错误。
2021/02/20
18
故C错误;丁图中,对A、B组成的系统,不计空气阻力,只 有重力做功,A、B组成的系统机械能守恒,故D正确。
2021/02/20
19
2.“竹蜻蜓”是一种儿童玩具,双手用力搓柄可使“竹 蜻蜓”向上升,某次实验,“竹蜻蜓”离手后沿直线上 升到最高点,在此过程中 ( )
2021/02/20
20
A.空气对“竹蜻蜓”的作用力大于“竹蜻蜓”对空气 的作用力 B.“竹蜻蜓”的动能一直增加 C.“竹蜻蜓”的重力势能一直增加 D.“竹蜻蜓”的机械能守恒
2021/02/20
21
【解析】选C。根据牛顿第三定律可知,空气对“竹蜻 蜓”的力一定等于“竹蜻蜓”对空气的力,A错误;“竹 蜻蜓”离手后沿直线上升到最高点,从运动描述可知它 是先加速后减速,所以动能先增加后减小,高度升高,重 力势能一直增加,B错误,C正确;“竹蜻蜓”克服空气阻 力做功,“竹蜻蜓”的机械能不守恒,D错误。
2021/02/20
24
2.(多选)如图所示,在光滑固定的曲面上,放有两个质 量分别为1 kg 和2 kg的可视为质点的小球A和B,两球 之间用一根轻质弹簧相连,用手拿着A如图所示竖直放 置,A、B间距离L=0.2 m,小球B刚刚与曲面接触且距水 平面的高度h=0.1 m。此时弹簧的弹性势能Ep=1 J,自 由释放后两球以及弹簧从静止开始下滑到光滑地面上,
2021/02/20
6
2.表达式:如图所示,
2021/02/20
7
2021/02/20
8
一 机械能守恒条件的判断 1.做功条件分析:只有重力和系统内弹力做功,其他力 不做功。
2021/02/20
9
2.能量转化分析:系统内只有动能、重力势能及弹性势 能间相互转化,即系统内只有物体间的机械能相互转移 ,则机械能守恒。 3.定义判断法:如物体沿竖直方向或沿斜面匀速运动时 ,动能不变,势能变化,机械能不守恒。
3
1.机械能的形式:重力势能、_弹__性__势__能__和动能都是机 械2.运转动化中的的方能式量:通形过式_,_统__称__为____机____械_做_能_功_。,机械能可以从
一种形式转化为另一重种力形或式弹。力
3.标矢性:机械能是状态量,是_____(选填“标量”或
“矢量”)。
标量
2021/02/20
2021/02/20
10
【思考·讨论】 情境:如图所示,过山车在高处关闭发动机飞奔而下,忽 略一切阻力。
2021/02/20
11
讨论: (1)过山车受什么力?各做什么功? (物理观念) (2)过山车动能和势能怎么变化?过山车下滑过程的机 械能守恒吗? (模型建构)
2021/02/20
12
提示:(1)过山车受到重力和支持力的作用;重力做正功, 支持力不做功。 (2)动能增加,重力势能减小,机械能守恒。
2021/02/20
25
以后一直沿光滑地面运动,不计一切碰撞时机械能的损 失,g取10 m/s2。则下列说法中正确的是 ( )
2021/02/20
26
A.下滑的整个过程中弹簧和A球组成的系统机械能守恒 B.下滑的整个过程中两球及弹簧组成的系统机械能守 恒 C.B球刚到地面时,速度是 m/s D.当弹簧处于原长时,以地面为参考平面,两球在光滑 水平面上运动时的机械能为26 J
物块A的机械能守恒
D.丁图中,物块A加速下落、物块B加速上升的过程中,A
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【解析】选D。甲图中,不论是匀速还是加速,由于推力 对火箭做功,火箭的机械能不守恒,是增加的,故A错误; 乙图中,物块匀速上滑,动能不变,重力势能增加,则机 械能必定增加,故B错误;丙图中,在物块A压缩弹簧的过 程中,弹簧和物块A组成的系统只有重力和弹力做功,系 统机械能守恒,由于弹性势能增加,则A的机械能减小,
4.机械能守恒定律
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一、动能与势能的相互转化
【思考】蹦床运动员在向上的运动过程中,蹦床的弹性
势能、运动员的重力势能与动能如何相互转化? 提示:离开蹦床前,蹦床的弹性势能转化为运动员的动 能,离开蹦床后,运动员的动能转化为运动员的重力势 能。
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【补偿训练】 1.下列物体在运动过程中,机械能可视作守恒的 是( ) A.飘落中的秋叶 B.乘电梯匀速上升的人 C.沿粗糙斜面匀速下滑的木箱 D.被掷出后在空中运动的铅球
2021/02/20Fra bibliotek23【解析】选D。飘落中的秋叶除了受重力之外还有阻力 做功,所以机械能不守恒,故A错误;乘电梯匀速上升的 人,动能不变,重力势能增加,机械能增加,故B错误;沿 粗糙斜面匀速下滑的木箱,动能不变,重力势能减小,机 械能减小,故C错误;被掷出后在空中运动的铅球,运动 的过程中只有重力做功,所以机械能守恒,故D正确。