8.4 机械能守恒定律-天津市2020年空中课堂人教版(2019)高中物理必修第二册课件(共18张PPT)
W非 =0
E p1
1 2
mv12
Ep2
1 2
mv22
机械能守恒定律
3.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。
4.表达式： E1 E2
Ek1 Ep1 Ek 2 Ep2
需要设定零势能面
机械能守恒定律
5.对定律的理解 研究对象——系统
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。
由 v 2gl(1 cos )，释放角度变大，到达最低点速度变大。
θ
课堂小结
机械能
动能
只
有 重 力 弹 力
相 互 转 化
做
功
势能
总量保持不变
课堂练习
在下面列举的各个实例中（除A外都不计空气阻力），哪些过程中机 械能是守恒的？
A.跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落 B.抛出的标枪在空中运动 C.拉着一个金属块使它沿光滑的斜面匀速上升 D.在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后，又被弹回来
原长 2 1
x
机械能守恒定律
5.对定律的理解
在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能
互相转化→总量不变 和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。
r O
没有转化过程
有转化过程
课堂例题
如图所示，把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长为l，最 大偏角为θ。如果阻力可以忽略，小球运动到最低点时的速度大小是多少？
机械能守恒定律
1.举例推导
1 21 2 W 2 mv2 2 mv1
情景1
WG mgh1 mgh2
1
21
2
mgh1 mgh2 2 mv2 2 mv11212
mgh1 2 mv1 = 2 mv2 mgh2
结论：只有重力做功的系统内，动能与重力势能 互相转化时总的机械能保持不变
机械能守恒定律
课堂练习
判断机械能是否守恒的方法
（1）用做功来判断：分析系统受力，只有重力或者弹力做功， 没有其他力做功或者其他力做功代数和为零，则系统机械能守恒。 （2）用能量转化来判定：系统只有动能和势能的相互转化，没 有机械能与其他形式的能的转化，则系统机械能守恒。
课堂练习
一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和 B，B球的质量大于A球的质量。用手托住B球，当轻 绳刚好被拉紧时，B球离地的高度是h，A球静止于地 面，如图所示。定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不 计。现释放B球，下列说法正确的是：
机械能守恒定律
高一物理
伽利略斜面实验
伽利略年代没有能量的概念，当时的描述没有发现 更深层的规律。
研究问题的新视角——能量
资料
资料
资料
总结： 1.重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量 形式——机械能。 2.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。
生活中能量转化的实例
1.随着小球的位置改变，小球的动能和势能相互转化。 2.小球好像“记住”了刚才的高度，某种量是不变的。
Ek1 0 Ep1 mgh mgl(1 cos )
Ek 2
1 2
mv2
Ep2 0
Ek1 Ep1 Ek 2 Ep2
0 mgl(1 cos ) 1 mv2 0
2
v 2gl(1 cos )
θ EP 0
课堂例题
讨论：由上述结果分析，如果释放角度变大，小球运动到最低点的速 度有何变化？
2.请同学们设计一个实验来验证机械能守恒定律，根据你 的方案，写出具体的实验过程和需要测量的数据 。
W
=
1 2
mv22
1 2
mv12
W弹 =Ep1 Ep2
情景2 原长 2 1
1 2
mv12
E p1
1 2
mv22
Ep2
x
结论：只有弹力做功的系统内，动能与弹性势能互相转化 时总的机械能保持不变
机械能守恒定律
2.根据功能关系总结
W重，弹
W非 =
1 2
mv22
1 2
mv12
W重，弹 =Ep1 Ep2
课堂练习
A.在B球开始下落到落地之前的过程中，B球机械能守恒
B.在B球开始下落到落地之前的过程中，A球的机械能变大 C.在B球开始下落到落地之前的过程中，A球和B球组成的 系统机械能守恒 D.A球上升的最大高度为h
T T mAgmBg
课后作业
1.在生活中存在摩擦力或空气阻力的物体系统是很常见的。 根据今天所学的知识，这样的系统机械能不守恒，那总 能量守恒吗？减少的机械能变成了什么能量？
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2020高中物理人教版(2019)第二册课件：第八章 4机械能守恒定律
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
2．应用机械能守恒定律解题的步骤 (1)对研究对象(某个物体或多个物体)进行正确的受力分析，判断各个力 是否做功，并分析是否满足机械能守恒的条件。 (2)若机械能守恒，选择合适的表达式列出方程，或再辅以其他方程进行 求解。
01课前自主学习
02课堂探究评价
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
(1)小球在 C 点的速度的大小； (2)小球在 AB 段运动的加速度的大小； (3)小球从 D 点运动到 A 点所用的时间。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
(1)小球刚好能沿圆轨道经过最高点 C 意味着什么？ 提示：小球在最高点 C 的向心力等于重力，可以求解其速度和动能。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
解析
课堂任务 机械能守恒定律的应用 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
活动 1：让小球从斜轨道由静止自由滚下，当 h＝2R 时小球能过圆轨道 的最高点吗？
提示：假设能过最高点，以支撑面为零势能面，小球的初始位置动能为 零，重力势能 Ep1＝2mgR，而在圆轨道最高点时 Ep2＝2mgR，由圆周运动的 知识可知小球能过圆轨道的最高点的速度大于零，即动能大于零，那么小球 运动到最高点机械能增加了，违背了机械能守恒定律(整个过程只有重力做 功)。所以小球不能过圆轨道的最高点。
[完美答案] D
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
答案
判断机械能是否守恒应注意的问题 (1)合力为零是物体处于平衡状态的条件。物体受到的合力为零时，它一 定处于匀速直线运动状态或静止状态，但它的机械能不一定守恒。 (2)合力做功为零是物体动能不变的条件。合力对物体不做功，它的动能 一定不变，但它的机械能不一定守恒。 (3)只有重力或系统内弹力做功是机械能守恒的条件。只有重力对物体做 功时，物体的机械能一定守恒；只有重力或系统内弹力做功时，系统的机械 能一定守恒，但系统内单个物体的机械能不一定守恒。
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( )
高一下学期物理人教版必修第二册课件：8.4机械能守恒定律
题8［2019·江西奉新一中高一期末］如图所示， 上表面有一段光滑圆弧且质量为M的小车A置 于光滑水平面上，在一质量为m的物体B自弧 上端自由滑下的同时释放A，则（ D ）
A. 在B下滑过程中，B的机械能守恒 B. 轨道对B的支持力对B不做功 C. 在B下滑的过程中，A和地球组成的系统的机械能守恒 D. A、B和地球组成的系统的机械能守恒
D.只与物体的质量有关
【点拨】 伽利略的斜面实验中，小球的高度、速度、势能和动能都是在不断变化的，只有能量是守恒的。
解析：伽利略的理想斜面和摆球实验，斜面上的小球和摆线上的小球好像“记得”自己的起始高度， 实质是动能与势能的转化过程中，总能量不变。物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面（或弧线）下 滑时，高度越大，初始的势能越大，转化后的末动能也就越大，速度越大。
常考题型
题组一 守恒量
题1 伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和 摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于同它开始点相同高 度的点，不会更高一点，也不会更低一点。这说明小球在运动过 程中有一个“东西”是不变的，这个“东西”应是（ D ） A.弹力 B.势能 C.速度 D.能量
【解析】在伽利略的斜面实验中，小球从一个斜面滚到另一个斜 面，势能先减小后增大，速度先增大后减小，不变的“东西”应 是能量，包括动能和势能。
平高度上的N点，如果在E或F处钉上钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果
让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M点。这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同
倾角的光滑斜面（或弧线）下滑时，其末速度的大小（ C ）
A.只与斜面的倾角有关
B.只与斜面的长度有关
C.只与下滑的高度有关
【点拨】 伽利略的斜面实验中，小 球的高度、速度、势能和 动能都是在不断变化的， 只有能量是守恒的。
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
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：
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：
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
新教材2023高中物理第八章机械能守恒定律8.4机械能守恒定律课件新人教版必修第二册
乙
【典例2】(多选)关于图甲、乙、丙所示情景(均忽略空气阻 力)的说法正确的是( )
甲
乙
丙
A.图甲中,一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动时机械 能守恒 B.图乙中,运动员在蹦床上越跳越高,机械能守恒 C.图丙中,小车上放一木块,小车的左侧与弹簧相连,弹簧固 定在墙上.小车在一定范围内左右运动时,木块相对于小车 无滑动(车轮与地面间的摩擦不计),弹簧、车与木块构成的 系统机械能守恒 D.图丙中,如果小车在一定范围内左右运动时,木块相对于 小车有滑动(车轮与地面间的摩擦不计),弹簧、车与木块构 成的系统机械能守恒
知识点二 动能与势能的相互转化
1.如图所示,物体沿光滑斜面下滑,物体的重力势能 减小 ,动 能 增大 ;当物体以某一初速度沿着光滑斜面上滑时,物体的 重力势能 增大 ,动能 减小 .(均选填“增大”或“减小”)
2.如图所示,在光滑水平面上,被压缩的弹簧恢复原状的过 程中弹性势能 减小 ,弹出的物体的动能 增大 ;当物体以 某一初速度压缩弹簧时,弹簧的弹性势能 增大 ,物体的动 能减小 .(均选填“增大”或“减小”)
知识点一 追寻守恒量 1.伽利略的实验探究(如图所示).
过程 让小球从斜面A上滚落,它会继续滚上斜面B 无论斜面B比斜面A陡些或缓些,小球的速度最后
现象 总会在斜面上的某点变为0,这点距斜面底端的 竖直高度与它出发时的高度基本 相同 .
2.能量:伽利略斜面实验说明某种“东西”在小球运动的过程 中是 不变 的,它就是 能量 .
第八章 机械能守恒定律
4 机械能守恒定律
学习目标
1.结合生活情境和已学知识,知道机械能的概念.了解机械能包括哪 些形式的能,会用能量观念分析具体实例中动能、重力势能、弹性 势能之间可以相互转化. 2.根据重力做功过程运用动能定理推导出机械能守恒定律,明确机 械能守恒定律所描述的系统对象,能在具体问题中判断机械能是否 守恒.体会守恒观念对认识物理规律的重要性. 3.通过应用机械能守恒定律解决实际问题,进一步理解机械能守恒 的条件,体会用机械能守恒定律解题的优越性,感受守恒定律对研究 和解决物理问题的重要意义.