高中物理机械能守恒定律人教版必修2
基础再现·深度思考
第3课时
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图1
(1)足球由位置 1 运动到位置 2 时，重力所做的功是多 少？足球克服重力所做的功是多少？足球的重力势能 增加了多少？ (2)足球由位置 2 运动到位置 3 时，重力所做的功是多 少？足球重力势能减少了多少？
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第3课时
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图2
基础再现·深度思考
第3课时
小球在 所选择的 A点 势能 桌面 地面 参考平面 的重力
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小球在 B 点的重 力势能
整个下落 整个下落 过程中小 过程中小 球重力 做的功 球重力势 能的变化
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第3课时
答案 小球在 所选择的 参考平面 A点 的重力 势能 桌面 地面 小球在 B 点的重 力势能 整个下落 过程中小 球重力 做的功 整个下落 过程中小 球重力势 能的变化
解析
(1)足球由位置 1 运动到位置 2 时，重力所做的
功为－mgh，足球克服重力所做的功为 mgh，足球的重 力势能增加了 mgh. (2)足球由位置 2 运动到位置 3 时，重力所做的功为 mgh，足球的重力势能减少了 mgh. 答案 见解析
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第3课时
2．如图 2 所示，质量 m＝0.5 kg 的小球，从桌面以上 高 h1＝1.2 m 的 A 点下落到地面上的 B 点， 桌面高 h2＝0.8 m．在表格的空白处按要求填入数据．
答案
D
课堂探究·突破考点
考点二 考点解读 1．守恒观点 (1)表达式：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2 或 E1＝E2. (2)意义：系统初状态的机械能等于末状态的机 械能． 机械能守恒定律的几种表达形式
第3课时
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(3)注意问题：要先选取零势能参考平面，并且在 整个过程中必须选取同一个零势能参考平面． 2．转化观点 (1)表达式：ΔEk＝－ΔEp. (2)意义：系统(或物体)的机械能守恒时，系统增加 (或减少)的动能等于系统减少(或增加)的势能．
课堂探究·突破考点
第3课时
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解析
子弹射入木块过程，系统中摩擦力做负功，机
械能减少，而共同上摆过程，系统只有重力做功，机 械能守恒．综上所述，整个过程机械能减少，减少部 分等于克服木块摩擦力做功产生的热量．
答案
D
课堂探究·突破考点
答题技巧 淘汰排除法解答选择题
第3课时
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第3课时
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①定性关系：重力对物体做正功，重力势能就 减少 ； 重力对物体做负功，重力势能就 增加 ．
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第3课时
②定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势 能的减少量．即 WG＝－(Ep2－Ep1)＝ -△Ep . 2．弹性势能 (1)概念：物体由于发生 弹性形变 而具有的能． (2)大小：弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度 系数有关，弹簧的形变量越大 ，劲度系数 越大 ， 弹簧的弹性势能越大． (3)弹力做功与弹性势能变化的关系类似于重力做 功与重力势能变化的关系，用公式表示：W＝
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-△Ep
.
基础再现·深度思考
二、机械能及其守恒定律 [基础导引] 1．如图 3 所示，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， 速度大小为 v1；当它继续滑
第3课时
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图 3
下到高度为 h2 的位置 B 时，速度大小为 v2. (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．
(3)注意问题：A 部分机械能的增加量等于 A 末状 态的机械能减初状态的机械能， B 部分机械能的 而 减少量等于 B 初状态的机械能减末状态的机械能．
课堂探究·突破考点
典例剖析
第3课时
例 2 如图 6 所示，一轻杆可绕 O 点的水平轴无摩擦 地转动，杆两端各固定一个小球，球心到 O 轴的距 离分别为 r1 和 r2，球的质量分别为 m1 和 m2，且 m1>m2 ，r1>r2，将杆由水平位置从静止开始释放， 不考虑空气阻力， 求小球 m1 摆到最低点时的速度是 多少？
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第3课时
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思考：物体所受合外力为零，物体的机械能一定守恒 吗？举例说明．
答案 不一定．如用竖直向上的力向上匀速拉动物体， 物体的动能不变，而物体的重力势能增加，所以机械 能增加．
课堂探究·突破考点
第3课时
课堂探究· 突破考点
考点一 考点解读 1． 机械能守恒的条件： 只有重力或系统内的弹力做功． 可以从以下两个方面理解： (1)只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情况 下的各种抛体运动，物体的机械能守恒． (2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力 做功．例如物体沿光滑的曲面下滑，受重力、曲 面的支持力的作用，但曲面的支持力不做功，物 体的机械能守恒． 机械能守恒的判断
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图5
与地面间光滑．开始时，m 与 M 均静止，现同时对 m、 施加等大反向的水平恒力 F1 和 F2.在两物体开 M 始运动以后的整个运动过程中，对 m、M 和弹簧组 成的系统(整个过程弹簧形变不超过其弹性限度)，下 列说法正确的是 ( )
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第3课时
A．由于 F1、F2 等大反向，故系统机械能守恒 B．由于 F1、F2 分别对 m、M 做正功，故系统的动能 不断增加 C．由于 F1、F2 分别对 m、M 做正功，故系统的机械 能不断增加 D．当弹簧弹力大小与 F1、F2 大小相等时，m、M 的 动能最大
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答案
见解析
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第3课时
2．神舟五号飞船从发射至返回的过程中，哪些阶段 返回舱的机械能是守恒的 ①飞船升空的阶段 运行的阶段 飞行 A. ①② ( ) ②飞船在椭圆轨道上绕地球
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③飞船在空中减速后，返回舱与轨
道舱分离，然后在大气层以外向着地球做无动力 ④进入大气层并运动一段时间后，降落伞 B.②③ C. ①③ D.②④ 张开，返回舱下降
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答案
B
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[知识梳理] 1．机械能
第3课时
动能 ______和 势能 统称为机械能，即E＝ Ep＋Ek ，
其中势能包括弹性势能和 重力势能 ． 2．机械能守恒定律 (1)内容：在只有 重力或弹力 做功的物体系统 内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持 不变 ______． (2)表达式： ①Ek1＋Ep1＝ Ek2＋Ep2 .(要选零势能参考平面) ②ΔEk＝ ΔEp .(不用选零势能参考平面) ③ΔEA增＝ ΔEB减 . (不用选零势能参考平面)
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图 6
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解析
第3课时
以轻杆两端的小球 m1、 2 组成的系统为研究对 m
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象，在 m1 摆下的过程中系统机械能守恒．m1 摆到最 1 低点时， 其重力势能减少了 m1gr1， 动能增加了 m1v1 2， 2 1 在此过程中，m2 球的动能、势能分别增加了 m2v2 2和 2 m2gr2.根据机械能守恒定律有，m1 减少的重力势能应 等于 m1 增加的动能和 m2 增加的动能和重力势能之和， 列出表达式为 1 1 2 m1gr1＝ m1v1 ＋ m2v2 2＋m2gr2 2 2 ①
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5.88 J 9.8 J
－3.92 J 0J
9.8 J 9.8 J
9.8 J 9.8 J
基础再现·深度思考
[知识梳理] 1．重力势能 (1)重力做功的特点 ①重力做功与 路径 无关，只与初末位置的高度差 有关． ②重力做功不引起物体 机械能 的变化． (2)重力势能 ①概念：物体由于 被举高 而具有的能． ②表达式：Ep＝ mgh . ③矢标性：重力势能是 标量 ，正负表示其 大小 ． (3)重力做功与重力势能变化的关系
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第3课时
解析
飞船升空的阶段，动力对飞船做功，飞船的机
械能增加；飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段，只 有引力对飞船做功，机械能守恒；飞船在空中减速后， 返回舱与轨道分离，然后在大气层以外向着地球做无 动力飞行的过程中，只有引力做功，机械能守恒；进 入大气层并运动一段时间后，降落伞张开，返回舱下 降的过程中，空气阻力做功，机械能减少．
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第 3 课时 机械能守恒定律
导学目标 1.掌握机械能守恒的条件，会判断物体机械 能是否守恒.2.掌握机械能守恒定律的三种表达式，理 解其物理意义，能在解决问题时合理选用．
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基础再现· 深度思考
一、重力势能与弹性势能 [基础导引] 1．如图 1 所示，质量为 m 的足球在地面 1 的位置被 踢出后落到地面 3 的位置，在空中达到的最高点 2 的高度为 h.
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第3课时
解析
(1)小球下滑的过程中，曲面的支持力与速度方
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向始终垂直，不做功．整个过程只有重力做功，根据 1 2 1 动能定理 W 合＝ mv 2 － mv 1 2，得 2 2 1 2 1 mg(h1－h2)＝ mv2 － mv1 2 2 2 上式表明，小球动能的增加等于重力势能的减小．
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第3课时
(2)小球在从 A 点下落至 B 点的过程中， 由重力做功与 重力势能的关系得 1 1 2 mgh1－mgh2＝ mv 2 － mv1 2 2 2 将以上方程变形，得 1 1 2 mgh1＋ mv 1 ＝mgh2＋ mv2 2 2 2 等式左边表示物体在 A 点时的机械能，等式右边表示 物体在 B 点时的机械能．由上式可以看出，小球从 A 点运动到 B 点的过程中，机械能守恒．
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人教版高中物理必修第2册 第八章机械能守恒定律 第1节功与功率
分析： 实际功率不一定总等于额定功率，大多数情况下输出的实际功率都比额定
功率小，但在需要时，短时间也可以输出更大的功率。题目中说“受到的阻力不变”，
表明本题对于较低速度行驶时发动机的输出功率只要求估算。
例 发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能输出的最大功率。某型号汽车发动机的额定功率
为60kW,在水平路面上行使时受到的阻力是1800N,求发动机在额定功率下汽车匀速行使的速度.在
D.由P=Fv可知，当发动机功率一定时，牵引力与速度成反比
解析：
A错：功率与做功的时间无直接关系。
B错：据P= 能计算出一段时间内平均功率的大小，不能求出任意时刻的瞬时功率。
W
t
C错：当牵引力一定时，根据P=Fv知，汽车发动机的功率与速度成正比。
D对：由公式P=Fv可知，当汽车输出功率一定时，牵引力与汽车的速度成反比。
W Fl cos
（2）先求出各个力所做的功，再求其代数和．
W1 F1l cos1
W2 F2 l cos 2
W W1 W2 F1l cos1 F2 l cos 2
例 一个质量150kg的雪橇，受到与水平方向成37°角的斜向上方的拉力，大小为500N，在水
W 0
一、功
1、定义：
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移的夹角余弦这三者的乘积.
2、公式： = （适用于恒力做功）
3、单位： 国际单位：焦耳（J） 1 J=1 N×1 m=1N·m
4、标量：遵从代数运算法则。
注意：功的一般表达式运用要注意两点
①力必须是恒力
（1）当
0 90 时,W > 0，力对物体做正功；
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( )
（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( )
人教版高中物理必修第2册 第8章 机械能守恒定律 3 动能和动能定理
预习导学 | 新知领悟
多维课堂 | 素养初培
核心素养微专题
课堂小练 | 素养达成
课后|提升练习
物理 必修 第二册 配人教版
第八章 机械能守恒定律
问题 (1)物体在运动过程中受几个力作用？做功情况怎样？ (2)从A点到C点，物体初、末状态的动能各是多少？ (3)求从A点到C点过程中物体克服摩擦力做的功？ 【答案】(1)物体受重力、轨道支持力、摩擦力三个力作用．在圆弧 轨道上运动时，重力做正功，支持力不做功，摩擦力做负功．在水平轨 道上运动时，重力、支持力不做功，摩擦力做负功． (2)物体由A点从静止滑下，最后停在C点，初、末状态的动能都是 零． (3)设克服摩擦力做功为Wf.根据动能定理mgR－Wf＝0，故Wf＝mgR.
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第八章 机械能守恒定律
物体的动能会小于零吗？ 【答案】不会 动能总大于或等于零．
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第八章 机械能守恒定律
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第八章 机械能守恒定律
【解析】子弹的质量 m1＝20 g＝0.02 kg，故子弹的动能为 Ek1＝12m1v21＝ 12×0.02×6002＝3 600 J；鸵鸟的动能为 Ek2＝12m2v22＝12×80×102＝4 000 J， 则可知鸵鸟的动能较大，故 A 正确，B、C、D 错误．
用下，从P点运动到Q点，水平拉力F做的功为W2.已知θ＝30°，则W1和
W2大小关系为
人教版高中物理必修第2册 第八章 机械能守恒定律 4.机械能守恒定律
图 8.4-5 a．如图 8.4-5 甲所示，小球在摆动过程中线的拉力不做功，如不计空气阻 力，则只有重力做功，小球的机械能守恒。
• b．如图8.4-5乙所示，各接触面光滑，A自B上端自 由下滑的过程中，只有重力和A、B间的弹力做功，A、 B组成的系统机械能守恒。但对A来说，B对A的弹力做 负功，这个力对A来说是外力，A的机械能不守恒。
•主题探究二 机械能守恒定律的应用
•【重难释解】 • 1．机械能守恒定律的不同表达式
机械能守恒定律
表达式
物理意义
从不同状态看 从转化角度看 从转移角度看
Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或 初状态的机械能等于末状态的机
E初＝E末
械能
Ek2－Ek1＝Ep1－Ep2或 动能的增加量等于势能的减少量 ΔEk＝－ΔEp
• ③结论：这一事实说明某个量是守恒的，在物理学上 我们把能这量个量叫能作_____或者____。 • (2)动能与势能的相互转化
• 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__________转化为动能；若重力做负功，则
_____重转力化势为能 重力势能。
动能
• ②动能与弹性势能间的转化：只有弹簧的弹力做功时，
()
×
• (2)通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化。
√
()
• (3)物体的机械能一定是正值。
×
()
• 3．想一想
•毛泽东的诗词中曾写到“一代天骄，成吉思汗……弯弓射 大雕”。试分析在弯弓射雕过程中，涉及机械能中哪些能 量之间的转化？
•提示：箭被射出的过程中，弓的弹性势能转化为箭的动能； 箭上升的过程中，箭的动能转化为重力势能；箭下落的过 程中，箭的重力势能转化为动能。
• b．如图8.4-5乙所示，各接触面光滑，A自B上端自 由下滑的过程中，只有重力和A、B间的弹力做功，A、 B组成的系统机械能守恒。但对A来说，B对A的弹力做 负功，这个力对A来说是外力，A的机械能不守恒。
•主题探究二 机械能守恒定律的应用
•【重难释解】 • 1．机械能守恒定律的不同表达式
机械能守恒定律
表达式
物理意义
从不同状态看 从转化角度看 从转移角度看
Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或 初状态的机械能等于末状态的机
E初＝E末
械能
Ek2－Ek1＝Ep1－Ep2或 动能的增加量等于势能的减少量 ΔEk＝－ΔEp
• ③结论：这一事实说明某个量是守恒的，在物理学上 我们把能这量个量叫能作_____或者____。 • (2)动能与势能的相互转化
• 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__________转化为动能；若重力做负功，则
_____重转力化势为能 重力势能。
动能
• ②动能与弹性势能间的转化：只有弹簧的弹力做功时，
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×
• (2)通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化。
√
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• (3)物体的机械能一定是正值。
×
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• 3．想一想
•毛泽东的诗词中曾写到“一代天骄，成吉思汗……弯弓射 大雕”。试分析在弯弓射雕过程中，涉及机械能中哪些能 量之间的转化？
•提示：箭被射出的过程中，弓的弹性势能转化为箭的动能； 箭上升的过程中，箭的动能转化为重力势能；箭下落的过 程中，箭的重力势能转化为动能。
人教版高中物理必修2课件机械能守恒
h
E 2 mgh
1 2 mv 0 mgh 2
v0
作业
课本P35 1—5题
B
B B
O
实验猜想： 由A到B，系统机械能经过一系列能量形式的转化，总量保持不 变，我们有理由认为O点的机械能总量与AB点也相同。是否可 以说，A点的势能完全转化为O点的动能，下面我们来求证。
简化实验论证：
A点 B点
1 2 E A EkA EPA mv1 mgh1 2 1 2 EB EkB EPB mv2 mgh2 2
1 1 2 2 WG mv2 mv1 2 2
A
h N v
B
根据动能定理，有
重力做功与重力势能的关系可知：
WG mgh1 mgh2
由以上两式可以得到：
1 1 2 2 mv 2 mgh 2 mv 1 mgh 1 2 2
G
Ek 2 E p 2 Ek1 E p1
结论：
小球在最低点O时为末状态： 末状态的动能： Ek2=1/2mv2 重力势能： Ep2=0 末状态的机械能为： Ek2+Ep2=1/2mv2
根据机械能守恒定律有 ： Ek2+Ep2=Ek1+Ep1 即 1/2mv2= mgl ( 1- cosθ)
v=
2gl(1 cosθ )
小结：
一、机械能：物体的动能和势能之和称为物体 的机械能。 二、物体的动能和势能可以相互转化。 三、机械能守恒定律 在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能 可以相互转化，而总的机械能保持不变。 1、守恒条件：a、只有重力或系统内弹簧弹力做功，其它力 不做功（或其它力合力所做功为零）
机械能守恒
运动中的能量转化
人教版高中物理必修2：机械能守恒定律
W=FLcosα= 0 不正功
3）当 π/2 ＜α ≤ π
W=FLcosα ＜ 0 做负功
4、总功的计算
1）先求各力的功，再代数相加减
2）先求合力，再求合力做的功
5、当堂练习练习：教材P6第2题
1、条件： 力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素
物体静止
只有力，没有位移，故力不做功
力与位移方向相同，力做功
力与位移方向垂直，在竖直 方向上有力但没有位移故力 不做功
2、功的计算：
1）如果力的方向与运动方向一致
W=FL
力与位移方向相同，力做功
2）如果力的方向与运动方向成某一夹角
W=F1L = （Fcos α）L = FL cos α
3）功的单位：
焦耳 J
练习：一位质量m=60kg的物体放在光滑的水平面上，在与水平方向成α=37 °角斜向 上的拉力F=10N的作用下向前运动了5m ，求拉力所做的功
练：1）物体自由下落，重力做什么功 2）竖直上升的物体，重力做什么功
正功 负功
4、总功的计算
练习：一位质量m=60kg的物体放在粗糙水平面上，在与水平面成α=37 °角斜向 上的拉力F=100N，运动了100m，已知阻力Fn=50N，求外力所做的总功
解法一：先求各力的功，再代数相加减
解：
如图可知 WG=GXcos90 ° =0J WF1=F1Xcos90°=0J WF=FLcos37°=8000J WFn=FnLcos180°=-5000J
解：
W=FLcosα =10×5×cos 37 °
=40J
3、正功和负功
1）当0≤ α ＜ π/2
W=FLcosα＞ 0 做正功
2024秋季人教版高中物理必修第二册第八章机械能守恒定律《重力势能》
听课记录：2024秋季人教版高中物理必修第二册第八章机械能守恒定律《重力势能》一、教学目标（核心素养）•物理观念：理解重力势能的概念，掌握重力势能的表达式及其决定因素。
•科学思维：通过实例分析，培养学生运用重力势能概念解决实际问题的能力，以及逻辑推理和抽象思维能力。
•科学探究：通过观察、实验等方法，探究重力势能的变化规律，体验科学探究的过程和方法。
•科学态度与责任：培养学生对物理现象的好奇心和探索欲，以及尊重科学、实事求是的态度。
二、导入•教师行为：教师手持一个物体（如书本），从高处缓慢放下，让学生观察物体的运动过程，并提问：“在这个过程中，物体具有什么能量？这种能量是如何变化的？”引导学生思考重力与能量的关系。
•学生活动：学生观察物体的运动过程，思考教师提出的问题，并尝试结合已有知识做出初步回答。
•过程点评：通过直观的实验演示和问题引导，有效激发学生的兴趣和探究欲，为学习重力势能的概念做好铺垫。
三、教学过程3.1 重力势能概念的引入•教师行为：结合学生的回答，引入重力势能的概念，解释重力势能是物体由于位置而具有的能量，与物体的质量和相对于参考平面的高度有关。
给出重力势能的表达式Ep=mgh，并解释各符号的含义。
•学生活动：认真听讲，理解重力势能的概念和表达式，尝试将概念与实例相结合。
•过程点评：通过清晰的讲解和实例分析，帮助学生准确理解重力势能的概念和表达式。
3.2 重力势能的变化分析•教师行为：通过多媒体展示不同情境下物体重力势能的变化（如物体上升、下降、水平移动等），引导学生分析重力势能的变化规律。
强调重力势能的变化与重力做功的关系，即重力做正功时重力势能减小，重力做负功时重力势能增加。
•学生活动：观察多媒体展示，分析不同情境下物体重力势能的变化情况，理解重力势能变化与重力做功的关系。
•过程点评：通过多媒体展示和实例分析，加深学生对重力势能变化规律的理解，同时培养学生的观察和分析能力。
3.3 实验探究：验证重力势能的变化•教师行为：设计一个简单的实验（如利用斜面和小球模拟重力势能的变化），引导学生观察并记录小球在运动过程中重力势能的变化情况。
人教版高中物理必修第二册 第8章 第5节 实验：验证机械能守恒定律(课件)
环节三：处理数据，得出结论，分析实验误差， 验证机械能守恒定律
根据实验原理有mgh初﹣mgh末＝12mv末2﹣12mv初2，那么实验中该 怎样测量物体重力势能的减少量呢？
选择点迹小而清晰的纸带，为了减小实验误差，测
量下落高度时，要从第一个小而清晰的点迹测起，并且
各点对应的高度一次测完。利用刻度尺测出hOA、hOB、 hOC、hOD、hOE、hOF、hOG。研究从B点到F点的运动过程， 重力势能的减少量为mg(hOF﹣hOB)。
课堂练习
D
课堂练习
B
课堂练习
C AB
m(hC﹣hA)2 8T2
﹣mghB
不正确。因为如果测量是从起始点算起
A
的，则需要满足mgh＝12mv2，即v2＝2gh。还
需要进一步判断图像的斜率是否接近2g。
首先，组装实验装置，将检查、调整好的打点计时器竖直固定 在铁架台上，接好电路。然后，将纸带的一端用 夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限 位孔，用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时 器的地方。先接通电源，后松开纸带，让重物带 着纸带自由下落。更换纸带重复做3～5次实验。 最后，对得到的纸带进行数据处理，分析实验数 据，得到实验结论。
可以按照上述方法来验证mgh＝12mvn2是否相等。除了通过计算来分 析数据，我们还可以采用什么方式分析数据？
图像法。 我们可以通过作出什么图像来验证机械能是否守恒？ 可以从纸带上选取多个点，测量从第一个点到其余各点下落的 高度，并计算出各点速度的二次方，以v2为纵轴、以h为横轴，根据 计算出的实验数据作出v2-h图像。
环节二：根据实验原理，明确实验步骤，搭建 实验器材，完成实验数据测量
实验器材
打点计时器、低压交流电源、带有铁夹的铁架台、纸带、复写 纸、带夹子的重物、刻度尺、导线等。
机械能守恒定律(课件)高一物理(人教版2019必修第二册)
面高H处自由落下，不计空气阻力，以桌面为参考面，则小球
落到地面时的机械能为（ B ）
A．mgh B．mgH C．mg（H+h） D．mg（H-h）
【典例示范】
下列情况中，说法正确的是（ C ）
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
球刚接触弹簧，
弹
直到把弹簧压
末状态机械能：
性
缩至最短位置
势
这个过程中。
此过程由动能定理可得：
能
间
的
转
结论：此过程机械能守恒
换
结
论 在只有弹力做功的物体系统内，物体的动能 和弹性势能可以相互转化，但机械能的总量
保持不变 Ep1 Ek1 Ep2 Ek2
三、机械能守恒定律
●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，机械能保持不变。
机械能守恒定律
知识回顾
动能和势能都是机械能
1、动能:物体由于运动而具有的能量。
2、重力势能:地球上的物体具有的跟它的高度有关的能量。
3、弹性势能:发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的 相互作用而具有的势能。
4、动能定理：合力所做的总功等于物体动能的变化。
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。
变式、一质量为m的木块放在地面上，用一根轻弹簧连着木块，
如图示，用恒力F拉弹簧，使木块离开地面，如果力F的作用点向
上移动的距离为h，则（ C ）
A. 木块的重力势能增加了Fh
B. 木块的机械能增加了Fh
落到地面时的机械能为（ B ）
A．mgh B．mgH C．mg（H+h） D．mg（H-h）
【典例示范】
下列情况中，说法正确的是（ C ）
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
球刚接触弹簧，
弹
直到把弹簧压
末状态机械能：
性
缩至最短位置
势
这个过程中。
此过程由动能定理可得：
能
间
的
转
结论：此过程机械能守恒
换
结
论 在只有弹力做功的物体系统内，物体的动能 和弹性势能可以相互转化，但机械能的总量
保持不变 Ep1 Ek1 Ep2 Ek2
三、机械能守恒定律
●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，机械能保持不变。
机械能守恒定律
知识回顾
动能和势能都是机械能
1、动能:物体由于运动而具有的能量。
2、重力势能:地球上的物体具有的跟它的高度有关的能量。
3、弹性势能:发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的 相互作用而具有的势能。
4、动能定理：合力所做的总功等于物体动能的变化。
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。
变式、一质量为m的木块放在地面上，用一根轻弹簧连着木块，
如图示，用恒力F拉弹簧，使木块离开地面，如果力F的作用点向
上移动的距离为h，则（ C ）
A. 木块的重力势能增加了Fh
B. 木块的机械能增加了Fh
人教版高中物理必修第2册 第八章 4 机械能守恒定律
1.推导:在图中,物体沿光滑曲面滑下,在某一时刻处在高度为h1的位置A,这
时它的速度是v1,经过一段时间后,物体下落到高度为h2的另一位置B,这时
它的速度是v2。物体受到重力和曲面支持力的作用,因为支持力方向与运
动方向垂直,支持力不做功,所以,只有重力做功,用W表示这一过程中重力
1
1
2
做的功,由动能定理知,W= 2 − 1 2 。
角度看
或ΔEA=-ΔEB
系统只有A、B两物体时,A
增加的机械能等于B减少的
机械能
零势能面
不必选零
势能面
2.应用机械能守恒定律解题的步骤
迁移应用
例2 (2021山东青岛高一检测)小丽同学用实验研究“圆珠笔的上跳”,一支可
伸缩的圆珠笔,内有一根弹簧,尾部有一个小帽,压一下小帽,笔尖就伸出。
手握笔杆,使笔尖向上,小帽抵在桌面上,在压下后突然放手,笔杆将竖直向
(2)1.55
m/s
解析 (1)圆珠笔弹簧的弹性势能减小,转化为圆珠笔的动能,离开桌子后,圆
珠笔减少的动能转化成圆珠笔增加的重力势能,圆珠笔运动到最高点时,圆
珠笔的重力势能最大,动能为零。
1
(2)由机械能守恒定律得:mgh= 0 2 ,代入数据得 v0=1.55 m/s。
2
变式训练2 以10 m/s的速度将质量为m的物体从地面上竖直向上抛出,若忽
现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧
的长度变为2L(未超过弹性限度),重力加速度为g,则在圆环下滑到最大距
离的过程中(
)
A.圆环的机械能守恒
B.弹簧的弹性势能增加了 √3 mgL
再减小,只是初、末状态相等。
1.伽利略斜面实验
时它的速度是v1,经过一段时间后,物体下落到高度为h2的另一位置B,这时
它的速度是v2。物体受到重力和曲面支持力的作用,因为支持力方向与运
动方向垂直,支持力不做功,所以,只有重力做功,用W表示这一过程中重力
1
1
2
做的功,由动能定理知,W= 2 − 1 2 。
角度看
或ΔEA=-ΔEB
系统只有A、B两物体时,A
增加的机械能等于B减少的
机械能
零势能面
不必选零
势能面
2.应用机械能守恒定律解题的步骤
迁移应用
例2 (2021山东青岛高一检测)小丽同学用实验研究“圆珠笔的上跳”,一支可
伸缩的圆珠笔,内有一根弹簧,尾部有一个小帽,压一下小帽,笔尖就伸出。
手握笔杆,使笔尖向上,小帽抵在桌面上,在压下后突然放手,笔杆将竖直向
(2)1.55
m/s
解析 (1)圆珠笔弹簧的弹性势能减小,转化为圆珠笔的动能,离开桌子后,圆
珠笔减少的动能转化成圆珠笔增加的重力势能,圆珠笔运动到最高点时,圆
珠笔的重力势能最大,动能为零。
1
(2)由机械能守恒定律得:mgh= 0 2 ,代入数据得 v0=1.55 m/s。
2
变式训练2 以10 m/s的速度将质量为m的物体从地面上竖直向上抛出,若忽
现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧
的长度变为2L(未超过弹性限度),重力加速度为g,则在圆环下滑到最大距
离的过程中(
)
A.圆环的机械能守恒
B.弹簧的弹性势能增加了 √3 mgL
再减小,只是初、末状态相等。
1.伽利略斜面实验