【最新】人教版必修2高中物理第七章机械能守恒定律7.8机械能守恒定律课件
解析：甲图中重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，但 弹簧的弹性势能增加，A的机械能减少，A错；B物体下滑，B对 A的弹力做功，A的动能增加，B的机械能减少，B错；丙图中 A、B组成的系统只有重力做功，机械能守恒，C对；丁图中小 球受重力和拉力作用，但都不做功，小球动能不变，机械能守 恒，D对． 答案：CD
ห้องสมุดไป่ตู้
2．弹性势能与动能 只有弹簧弹力做功时，若弹力做正功，则弹簧弹性势能减 少，物体的动能增加，弹性势能转化为动能． 3．机械能 (1)定义：重力势能、弹性势能和动能的总称，表达式为E ＝Ek＋Ep. (2)动能与势能的相互转化：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．
☆思考：
如图所示，一弹簧竖直放置，下端固定于桌面，上端连接 一小球，旁边放一标尺，使小球从弹簧的原长位置由静止释 放，小球上、下运动过程中小球的动能、重力势能及弹簧弹性 势能怎样变化？
2如图所示，质量分别为3 kg和5 kg的物体A、B，用轻绳连 接跨在一个定滑轮两侧，轻绳刚好拉直，且A物体底面与地面接 触，B物体距地面0.8 m，求： (1)放开B物体，当B物体着地时A物体的速度； (2)B物体着地后A物体还能上升多高？(g取10 m/s2)
提示：在向下运动过程中，重力做正功，弹力做负功，重 力势能减小，动能先增大后减小，弹性势能增大；在向上运动 过程中，重力做负功，弹力做正功，重力势能增大，动能先增 大后减小，弹性势能减小．
二、机械能守恒定律 阅读教材第76～77页“机械能守恒定律”部分，回答下列 问题. 1．物体沿光滑斜面从A滑到B. ①由动能定理：WG＝Ek2－Ek1.
解析：由于只有重力做功，故系统的机械能守恒，a球向上 转动，b球向下转动，杆对a球的作用力做正功，使a球的机械能 增加，b球的机械能减少． 答案：AC
知识点二
机械能守恒定律的应用
1．机械能守恒定律的不同表达式 表达式 物理意义 Ek1＋Ep1＝Ek2＋ 初状态的机械能等于末 从不同状态看 Ep2或E初＝E末 状态的机械能 Ek2－Ek1＝Ep1－ 过程中动能的增加量等 从转化角度看 Ep2或ΔEk＝－ 于势能的减少量 ΔEp EA2－EA1＝EB1 系统只有A、B两物体 从转移角度看 －EB2或ΔEA＝ 时，A增加的机械能等 －ΔEB 于B减少的机械能
[变式训练]
(多选)如图所示，在两个质量分别为m和2m的小球a和b之 间，用一根轻质细杆连接，两小球可绕过轻杆中心的水平轴无 摩擦转动．现让轻杆处于水平位置，静止释放小球后，重球b向 下转动，轻球a向上转动．在转动90° 的过程中，下列说法正确 的是( )
A．b球的重力势能减少，动能增加 B．a球的重力势能增加，动能减少 C．a球和b球的机械能总和保持不变 D．a球和b球的机械能总和不断减小
特别提醒,
在利用机械能守恒定律表达式E1＝E2时，由于重力势能的 相对性，必须先选取参考平面，才能求解．
2．机械能守恒定律和动能定理的比较 规律 机械能守恒定律 内容 E1＝E2 表达式 ΔEk＝－ΔEp ΔEA＝－ΔEB 应用范围 只有重力或弹力做功时 物理意义 关注角度
动能定理 W＝ΔEk
无条件限制 合外力对物体做 重力或弹力做功的过程是 的功是动能变化 动能与势能转化的过程 的量度 守恒的条件和始末状态机 动能的变化及合 械能的形式及大小 外力做功情况
课堂互动探究 知识点一 机械能守恒条件的理解
1．机械能守恒的条件 合力做 系统内只有重力或弹力做功， 功分析 机械能守恒(如抛体运动) 系统内只有动能、重力势能或 能量转 弹性势能的转化，机械能守恒 化分析 (如物体自由下落压缩弹簧)
2.判断物体的机械能是否守恒，一般从以下三个方面入 手． (1)利用守恒定律来判定：研究系统的动能和势能之和有无 变化 (2)从做功角度判断 ①单个物体：除重力外无其他力做功(或其他力对这个物体 做功之和为零)，则物体的机械能守恒． ②系统：外力中除重力外无其他力做功，内力做功之和为 零，则系统的机械能守恒． (3)从能量转化角度判断 只有系统内动能、重力势能、弹性势能的相互转化、无其 他形式能量的转化，系统机械能守恒．
1 (多选)如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的 是( )
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，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑， 物体B机械能守恒 C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程 中，A、B组成的系统机械能守恒 D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的 机械能守恒
☆思考：用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升过程 中，物体的机械能是否守恒？
提示：物体在拉力作用下沿斜面匀速上升，拉力F对物体做 正功，所以其机械能不守恒．
判一判 (1)通过重力做功，动能和重力势能可以相互转换．( √ ) (2)物体的机械能一定是正值．( × ) (3)合力为零，物体的机械能一定守恒．( × ) (4)合力做功为零，物体的机械能一定守恒．( × ) (5)只有重力做功，物体的机械能一定守恒．( √ )
②由重力做功与重力势能的关系：WG＝Ep1－Ep2. 结论：初机械能等于末机械能，即Ep1＋Ek1＝Ep2＋Ek2.
2．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． 3．守恒定律表达式 (1)Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1. (2)E2＝E1. 4．守恒条件：只有重力或弹力做功．
8．机械能守恒定律
学习目标 (1)知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转 化． (2)会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守 恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件． (3)在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械 能守恒的方程式.
知识导图
课前自主学习 一、动能与势能的相互转化 阅读教材第75～76页“动能与势能的相互转化”部分，回 答下列问题. 1．重力势能与动能 只有重力做功时，若重力对物体做正功，则物体的重力势 能减少，动能增加，重力势能转化成了动能；若重力做负功， 则动能转化为重力势能．
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人教版高一物理必修2第七章机械能守恒定律第8节机械能守恒定律专题功和能的关系课件(共23张PPT)
（4）电动机需要多消耗的电能
【解析】
物体在滑动摩擦力作用下加速运动，达到皮 带速度后，匀速运动。则：μmg=ma， a=2m/s，t=1s，x=1m。
（1）摩擦力对物体做功W1=μmg·x=2J （2）摩擦力对皮带做功W2=-μmg·vt=-4J （3）摩擦力做的总功W总=W1+W2=-2J，因此
（图中未画出
圆弧）传送带
以v=4m/s的恒 定速率顺时针
运转。
现将一质量m=1kg的工件（可看做质点）无初 速度地放在A点，已知工件与传送带间的动 摩擦因数μ=0.5。求：
（1）工件从A点开始至第一次到达B点过程中， 工件与传送带间因摩擦而产生的热量Q1
（2）工件从第一次到达B点至第二次到达B点 的过程中，工件与传送带间因摩擦而产生的 热量Q2
传送物体产生的热Q=2J
（4）电动机多消耗的电能E转化为物体的动 能Ek和产生的热能Q
E=Ek+Q=W1+Q=4J
课堂训练
1．质量为m的物体，由静止开始下落，下落 的加速度为4g/5，在物体下落h的过程中， 下列说法中正确的是（ ）
A．物体的动能增加了4mgh/5 B．物体的机械能减少了4mgh/5 C．物体克服阻力所做的功为mgh/5 D．物体的重力势能减少了mgh
货物卸下，过程。
下列选项正确的是（ ）
A．m＝M B．m＝2M C．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大
于下滑的加速度
D．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程 中，减少的重力势能全部转化为弹簧的 弹性势能
8．如图所示为一皮带传送装置，其中AB段 水平，长度L=4m，BC段倾斜，长度足够长， 倾角为θ=370，AB和BC在B点通过一段极短 的圆弧连接
【解析】
物体在滑动摩擦力作用下加速运动，达到皮 带速度后，匀速运动。则：μmg=ma， a=2m/s，t=1s，x=1m。
（1）摩擦力对物体做功W1=μmg·x=2J （2）摩擦力对皮带做功W2=-μmg·vt=-4J （3）摩擦力做的总功W总=W1+W2=-2J，因此
（图中未画出
圆弧）传送带
以v=4m/s的恒 定速率顺时针
运转。
现将一质量m=1kg的工件（可看做质点）无初 速度地放在A点，已知工件与传送带间的动 摩擦因数μ=0.5。求：
（1）工件从A点开始至第一次到达B点过程中， 工件与传送带间因摩擦而产生的热量Q1
（2）工件从第一次到达B点至第二次到达B点 的过程中，工件与传送带间因摩擦而产生的 热量Q2
传送物体产生的热Q=2J
（4）电动机多消耗的电能E转化为物体的动 能Ek和产生的热能Q
E=Ek+Q=W1+Q=4J
课堂训练
1．质量为m的物体，由静止开始下落，下落 的加速度为4g/5，在物体下落h的过程中， 下列说法中正确的是（ ）
A．物体的动能增加了4mgh/5 B．物体的机械能减少了4mgh/5 C．物体克服阻力所做的功为mgh/5 D．物体的重力势能减少了mgh
货物卸下，过程。
下列选项正确的是（ ）
A．m＝M B．m＝2M C．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大
于下滑的加速度
D．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程 中，减少的重力势能全部转化为弹簧的 弹性势能
8．如图所示为一皮带传送装置，其中AB段 水平，长度L=4m，BC段倾斜，长度足够长， 倾角为θ=370，AB和BC在B点通过一段极短 的圆弧连接
人教版必修2第七章第八节机械能守恒定律课件
图7－8－1
(3)由动能定理知，由A到B的过程中，只有重力做功，所以重力所做的功W＝_E_k_2_－__E__k1，
由重力的功与重力势能的关系知W＝_E_p_1_－__E_p_2__，所以有Ek2－Ek1＝Ep1－Ep2，整理得
Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2，即E1＝E2.
知识必备
2．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_____．这叫作机械能守恒定律． 3．表达式：__E_k_1_＋__E_p_1_＝__E_k_2_＋__E__p_2____或_E_1_＝__E_2__． 4．机械能守恒的条件是：只有重力或弹力做功．
自我检测
2．(机械能守恒定律的基本应用)NBA篮球赛非常精彩， 吸引了众多观众．经常有这样的场面：在临终场0.1 s 的时候，运动员把球投出且准确命中，获得比赛的胜 利．如果运动员投篮过程中对篮球做功为W，出手高度 为h1，篮筐距地面高度为h2，篮球的质量为m，重力加 速度为g，空气阻力不计，则篮球进筐时的动能为( ) A．W＋mgh1－mgh2 B．W＋mgh2－mgh1 C．mgh1＋mgh2－W D．mgh2－mgh1－W
能过 M 的上端点，水平飞出后落到 N 上的某一点．取 g＝10 m/s2.
(1)发射该钢珠前弹簧的弹性势能 Ep 为多大？
(2)钢珠落到圆弧 N 上时的速度大小 vN 是多少？
图7－8－5
学习互动
[答案] (1)0.15 J (2)4 m/s
[解析] (1)设钢珠在 M 轨道最高点的速度为 v， v2
(3)相对于B点能到达的最大高度．
图7－8－6
[答案] (1)10 500 J (2)10 3 m/s (3)15 m
人教版高中物理必修二第七章第8节机械能守恒定律课件2
力 有重力弹力以外的力作用但
或 弹
这些力不做功
力 做
有重力弹力以外的力做功，
功 但这些力做功的代数和为零
课堂练习
1. 下列几种情况中，机械能一定守恒的是（ BC ）
A. 做匀速直线（F合=0）运动的物体 B. 水平抛出的物体（不计空气阻力） C. 固定光滑曲面上运动的物体 D. 物体以0.8g的加速度竖直向上做匀减速运动
在这个过程中机 械能是否守恒呢?
机械能守恒定律的理论推导 （以物体沿光滑曲面滑下例）
A点机械能 E1=Ek1+Ep1 B点机械能 E2=Ek2+Ep2 重力对物体做的功等于物体动能的增加量：
W=Ek2-Ek1 重力对物体做的共等于物体重力势能的减少量：
W =Ep1-Ep2 两式联立 Ek2-Ek1=Ep1-Ep2 移项 Ek2+Ep2=Ek1+Ep1 可得 E2=E1 即证机械能守恒。
于B的机械能的减少量）
课堂小结
1. 机械能：
包括动能重力势能和弹性势能。
2. 机械能守恒定律：
系统只有重力和系统内弹簧弹力做功，机械能 的总量保持不变，表达式为
1.EK1 EP1 EK 2 EP2 2.EK减 EP增3.E1减 E2增
3.机械能守恒定律成立的条件：
只 只有重力和系统内弹力作用， 有 没有其他力作用 重
知识回顾
机械能的表现情势：
机械能
动能 势能
重力势能 弹性势能
第七章 机械能守恒定律
7.8 机械能守恒定律
过山车
动能和势能的转化
1. 动能与势能的相互转化
动能
弹性势能
重力势能
2. 机械能守恒定律
一物体沿着光滑的斜面滑，在某一位置 A时，它的动能是 Ek1，势能为 Ep1。
人教版高一物理必修二第七章机械能守恒定律7.9机械能守恒定律(共50张PPT)
进站前关闭发动机，机车凭惯性上坡， 动能变成势能储存起来，出站时下坡，势 能变成动能，节省了能源。
观 察 动 能 与 势 能 的 相 互 转 化
问 题 1
本实验要不要测量物体的质量？
1 mgh = 2 mv 2
1 v2 gh = 2
无需测量物体的质量
如果实验要求计算势能和动能的具体数 据，那就必须要知道物体的质量。
物体在某状态时 的动能、重力势能和 弹性势能的总和叫做 物体的机械能。
生活中的实例
随着人类能量消耗的迅速增 加，如何有效地提高能量的利用 率，是人类所面临的一项重要任 务，右图是上海“明珠线”某轻 轨车站的设计方案，与站台连接 的轨道有一个小的坡度。
车站
明珠号列车为什么在站台上 要设置一个小小的坡度？
1 x = vA(2t) + — a(2t)2 2
vC vB
v
vA
0
vB = vAC
t
2t
t
做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于 相邻两点间的平均速度。
思 考
这种方法是根据机械能守恒定律得到的， 而我们的目的就是验证机械能守恒定律， 所以不能用。
速度能不能用 v = 2gh 或 v = gt 计算？
动 能 和 重 力 势 能 间 的 转 换
自 由 下 落 的 小 球
O A
状态１
状态２
B
竖 直 上 抛 的 小 球
B
状态２
状态１
v0
A
O
EA＝Ek1+EP1
EB＝Ek2+EP2
Ek2+EP2＝Ek1+EP1 EB＝EA
思 考
FN
O A
B
h2
观 察 动 能 与 势 能 的 相 互 转 化
问 题 1
本实验要不要测量物体的质量？
1 mgh = 2 mv 2
1 v2 gh = 2
无需测量物体的质量
如果实验要求计算势能和动能的具体数 据，那就必须要知道物体的质量。
物体在某状态时 的动能、重力势能和 弹性势能的总和叫做 物体的机械能。
生活中的实例
随着人类能量消耗的迅速增 加，如何有效地提高能量的利用 率，是人类所面临的一项重要任 务，右图是上海“明珠线”某轻 轨车站的设计方案，与站台连接 的轨道有一个小的坡度。
车站
明珠号列车为什么在站台上 要设置一个小小的坡度？
1 x = vA(2t) + — a(2t)2 2
vC vB
v
vA
0
vB = vAC
t
2t
t
做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于 相邻两点间的平均速度。
思 考
这种方法是根据机械能守恒定律得到的， 而我们的目的就是验证机械能守恒定律， 所以不能用。
速度能不能用 v = 2gh 或 v = gt 计算？
动 能 和 重 力 势 能 间 的 转 换
自 由 下 落 的 小 球
O A
状态１
状态２
B
竖 直 上 抛 的 小 球
B
状态２
状态１
v0
A
O
EA＝Ek1+EP1
EB＝Ek2+EP2
Ek2+EP2＝Ek1+EP1 EB＝EA
思 考
FN
O A
B
h2
高中物理第七章机械能守恒定律本章整合课件新人教版
1
2
=1.2×10×10× J=60 J。重力做功的平均功率 =
故 C 对,D 错。
答案:AC
=
60
2
W=30 W。
一
二
三
四
二、动能定理及其应用
1.研究对象的单一性
动能定理的研究对象是可以视为质点的单个物体。
2.参考系的唯一性
动能定理的功、速度、位移均是相对于地球而言的。
3.合外力做功对动能变化的决定性
哪段时间或哪一个过程中的平均功率;求瞬时功率通常选用公式
P=Fv,必须注意是哪个力在哪个时刻(或状态)的功率。
一
二
三
四
变式训练1
(多选)如图所示,一质量为1.2 kg的物体从一固定的倾角为30°、
长度为10 m的光滑斜面顶端由静止开始下滑。则(
)
A.物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是60 W
1
1
Pt-mgh=2 ℎ 2 − 2 0 2
得 v 0 =10 m/s。
(3)从高台水平飞出到地面,由动能定理
1
1
mgh=2 地 2 − 2 max 2
解得 v max=24 m/s。
答案:(1)10 m/s (2)10 m/s
(3)24 m/s
一
二
三
四
方法技巧应用动能定理的注意事项
D.蹦极过程中,重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
解析:运动员到达最低点过程中,重力做正功,所以重力势能始终
减少,A项正确;蹦极绳张紧后的下落过程中,弹力做负功,弹性势能
增加,B项正确;蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统,
只有重力和弹力做功,所以机械能守恒,C项正确;重力势能的改变
2
=1.2×10×10× J=60 J。重力做功的平均功率 =
故 C 对,D 错。
答案:AC
=
60
2
W=30 W。
一
二
三
四
二、动能定理及其应用
1.研究对象的单一性
动能定理的研究对象是可以视为质点的单个物体。
2.参考系的唯一性
动能定理的功、速度、位移均是相对于地球而言的。
3.合外力做功对动能变化的决定性
哪段时间或哪一个过程中的平均功率;求瞬时功率通常选用公式
P=Fv,必须注意是哪个力在哪个时刻(或状态)的功率。
一
二
三
四
变式训练1
(多选)如图所示,一质量为1.2 kg的物体从一固定的倾角为30°、
长度为10 m的光滑斜面顶端由静止开始下滑。则(
)
A.物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是60 W
1
1
Pt-mgh=2 ℎ 2 − 2 0 2
得 v 0 =10 m/s。
(3)从高台水平飞出到地面,由动能定理
1
1
mgh=2 地 2 − 2 max 2
解得 v max=24 m/s。
答案:(1)10 m/s (2)10 m/s
(3)24 m/s
一
二
三
四
方法技巧应用动能定理的注意事项
D.蹦极过程中,重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
解析:运动员到达最低点过程中,重力做正功,所以重力势能始终
减少,A项正确;蹦极绳张紧后的下落过程中,弹力做负功,弹性势能
增加,B项正确;蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统,
只有重力和弹力做功,所以机械能守恒,C项正确;重力势能的改变
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
3、机械能是标量，具有相对性： 把(3)一恰个当小选球取用参细考绳平悬面挂，起确来定，研就究成对为象一初个状摆态。和末状态的机械能。
木 所箱以沿，粗 石糙 头斜 落面 地匀 的速下 度滑为的 ：过程 先3、选机取械参能考是系标和量0，势具能有面相才对能性确：定 如机图械所 能示是，标把量一，块具质有量相是对性3.
2.用动能定理表示该运动过程， h1 B
v2
3.找到这两个机械能之间的数量
h2
关系。
m
A
v1
h1
B
v2
h2
地面为参考面
A点
EA
EkA
EPA
1 2
m v12
m gh1
B点
EB
EkB
EPB
1 2
m v22
mgh2
由根据动能定理得
WG
12mv22
1 2
mv12
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ由重力做功与重 力势能的关系得
WG mg1hmg2h
试写出物体在A点时的机械能
条件:只有重力或弹簧弹力做功。 所以，石头落地的速度为：
A
）（多选）
和B点时的机械能，
(3)恰当选取参考平面，确定研究对象初状态和末状态的机械能。
先选取参考系和0势能面才能确定
3、动能定理的表达式？
摆长为L=1 m，最大偏角为60度。
1、本章我们学习了哪几种形式的能？
先选取参考系和0势能面才能确定
A.石块自由下落的过程 B.人乘电梯加速上升的过程 C.投出的铅球在空中运动的过程 D.木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程
机械能守恒定律解题的一般步骤
(1) 选取研究对象(物体或系统)研究过程 (2)对研究对象受力分析，判断机械能是否 守恒。 (3)恰当选取参考平面，确定研究对象初状 态和末状态的机械能。
木 所箱以沿，粗 石糙 头斜 落面 地匀 的速下 度滑为的 ：过程 先3、选机取械参能考是系标和量0，势具能有面相才对能性确：定 如机图械所 能示是，标把量一，块具质有量相是对性3.
2.用动能定理表示该运动过程， h1 B
v2
3.找到这两个机械能之间的数量
h2
关系。
m
A
v1
h1
B
v2
h2
地面为参考面
A点
EA
EkA
EPA
1 2
m v12
m gh1
B点
EB
EkB
EPB
1 2
m v22
mgh2
由根据动能定理得
WG
12mv22
1 2
mv12
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ由重力做功与重 力势能的关系得
WG mg1hmg2h
试写出物体在A点时的机械能
条件:只有重力或弹簧弹力做功。 所以，石头落地的速度为：
A
）（多选）
和B点时的机械能，
(3)恰当选取参考平面，确定研究对象初状态和末状态的机械能。
先选取参考系和0势能面才能确定
3、动能定理的表达式？
摆长为L=1 m，最大偏角为60度。
1、本章我们学习了哪几种形式的能？
先选取参考系和0势能面才能确定
A.石块自由下落的过程 B.人乘电梯加速上升的过程 C.投出的铅球在空中运动的过程 D.木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程
机械能守恒定律解题的一般步骤
(1) 选取研究对象(物体或系统)研究过程 (2)对研究对象受力分析，判断机械能是否 守恒。 (3)恰当选取参考平面，确定研究对象初状 态和末状态的机械能。