8.4 机械能守恒定律.pptxVIP

第八章第4节机械能守恒定律人教版高中物理必修二能和势能的转化追寻守恒量机械能守恒定律总结提升

请看下面的实验演示伽利略曾研究过小球在斜面上的运动。他发现:无论斜面B比斜面A陡些或缓些，小球的速度最后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。ABhh课堂引入

让我们一起循着科学家的脚步来追寻这一不变量吧.在小球的运动过程中，有哪些物理量是变化的?哪些是不变的?你能找出不变的量吗?课堂引入

第一部分：追寻守恒量

一、证明小球能到达等高的位置小球在光滑的斜面Ａ上从高为h处由静止滚下，滚上另一光滑的斜面Ｂ，速度变为零时的高度为h，试证明：h=hABhh如果减小斜面B的倾角呢？

在A斜面上：a＝gsinαx＝v2/2ah＝xsinα＝v2/2g在B斜面上：a＝－gsinβx＝（0－v2）/2ah＝xsinβ=v2/2g结论：h＝h，且与β角的大小无关。ABhhαβ证明：二、证明过程

三、实验现象与猜想斜面上的小球在运动过程中好像“记得”自己起始的高度（或与高度相关的某个量）。不会更高一点，也不会更低一点。这说明某种“东西”在小球运动的过程中是不变的。这个不变的东西是什么呢？

四、追寻到的守恒量——能量能量概念的引入是科学前辈们追寻守恒量的一个重要事例。后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。

第二部分：动能和势能的相互转化

一、动能与重力势能的相互转化物体沿光滑的斜面滑下时，重力对物体做正功，物体的重力势能减少，但物体的动能却增加了。ABhh这说明动能和重力势能之间可以相互转化。

二、动能与重力势能相互转化的实例分析A→B：物体的速度增加，即物体的动能增加，说明物体的重力势能转化成了动能。ACBB→C：重力对物体做负功，物体的速度减小，即动能减少。但高度增加，即重力势能增加。说明物体的动能转化成了重力势能。结论:物体的动能和重力势能可以相互转化。不仅动能与重力势能之间可以相互转化，动能和弹性势能之间也可以相互转化。

三、动能与弹性势能的相互转化从小球接触弹簧到速度为零的这一过程中，弹力做负功，弹簧的弹性势能增加，而物体速度减小，动能减少。小球原来的动能转化成了弹簧的弹性势能。v=6m/sv=0

被压缩的弹簧具有弹性势能，当弹簧恢复原来形状时，就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，而物体得到一定的速度，动能增加。物体原来的弹性势能转化成了动能。弹簧恢复原来形状v=6m/s压缩的弹簧v=0三、动能与弹性势能的相互转化

运动员从跳板上弹起的过程中，跳板的弹性势能转化为运动员的动能。射箭是弓的弹性势能转化成箭的动能。结论:物体的动能和弹性势能可以相互转化。三、动能与弹性势能的相互转化

四、机械能重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式，统称为机械能（mechanicalenergy）。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。

五、思考与讨论一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的液体中由静止开始下落。它们都由高度为h1的地方下落到高度为h2的地方。在这两种情况下，重力做的功相等吗？重力势能的变化相等吗？动能的变化相等吗？重力势能各转化成什么形式的能？?动能和势能的相互转化是否存在某种定量的关系？

第三部分：机械能守恒定律

h2h1v2h1h2Δhv1情景一：落体运动（选地面为参考面）只有重力做功的情况下，物体的机械能总量保持不变。一、问题探究实际上，对于平抛和竖直上抛运动同样有这样的规律。

一、问题探究情景二：曲线运动一个物体沿着光滑的曲面滑下，在A点时动能为Ek1，重力势能为Ep1；在B点时动能为Ek2，重力势能为Ep2。试判断物体在A点的机械能E1和在B点的机械能E2的关系。由动能定理：GFN只有重力作功的情况下，物体的机械能总量保持不变。

一、问题探究在只有弹簧弹力做功的物体和弹簧系统内，动能和弹性势能相互转化，且机械能的总量保持不变。在光滑水平面上，设弹簧被压缩x1时弹性势能为EP1，动能为EK1,设弹簧被压缩x2时弹性势能为EP2，动能为EK2情景三：弹簧弹力做功由动能定理：

二、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，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。2.表达式：守恒观点转化观点转移观点或ΔEk减=ΔEp增或ΔEA减=ΔEB增（3）ΔEA=-ΔEB（2）ΔEk=-ΔEp（1）EK2+EP2=EK1+EP1即E2=E1

3.守恒条件：物体系统内只有重力或弹力做功(其他力不做功)，