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课件网) 8.4 机械能守恒定律 人教版必修第二册同步课件 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。 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？ A B h h' 结论：h'＝h，且与β角的大小无关。 A B h h' α β 知识点一：追寻守恒量 在光滑A斜面上： a＝gsinα x＝ v2/2a h ＝ x sinα＝v2/2g a'＝－gsinβ x'＝（0－v2）/2a' h' ＝ x'sinβ = v2/2g 在光滑B斜面上： 实验表明：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）。 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。 A B h h α β 知识点二：动能和势能的相互转化 射箭运动 跳水运动 1.在以下体育比赛中，哪些能量之间发生了转化 A B N A B C G F A、B等高 AC=CB 2.由A到B过程中，能量如何转化 动能 势能 Ek＝mv2/2 重力势能 弹性势能 EP＝mgh 物体由于运动而具有的能叫做动能 相互作用的物体凭借其位置而具有的能叫做势能 物体的动能和势能之和称为物体的机械能，用E表示。E= Ek+ EP 注意:势能具有相对性,所以机械能也具有相对性,求机械能时应先规定零势能面. 3.机械能的定义及分类 Ep=kx2/2 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（图8.4-2）。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？ 动能与势能的相互转化是否存在某种定量的关系？ 这里以动能与重力势能的相互转化为例，讨论这个问题。我们讨论物体沿光滑曲面滑下的情形。 这种情形下，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。 物体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 。用 W 表示这一过程中重力做的功。从动能定理知道，重力对物体做的功等于物体动能的增加，即 另一方面，重力对物体做的功等于物体重力势能的减少，即 从以上两式可得 重力做了多少功，就有多少重力势能转化为动能。 把上式移项后 等式左边为物体末状态动能与势能之和，等式右边为物体初状态动能与势能之和。 可见，在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。 知识点三：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，而总的机械能保持不变。这叫作机械能守恒定律。 2.表达式： 表达式 意义 注意事项 守恒观点 E1＝E2或Ek1＋Ep1 ＝Ek2＋Ep2 系统初、末状态机械能的总和相等 初、末状态必须选择同一零势能面计算势能 转化观点 ΔEk增＝ΔEp减 系统增加(或减少)的动能等于系统减少(或增加)的势能 应用时关键在于分清势能的减少量或增加量 转移观点 ΔEA增＝ΔEB减 A物体增加的机械能等于B物体减少的机械能 常用于解决两个或多个物体组成的系统的机械能守恒问题 3.对表达式的理解： 4.守恒条件： 物体系统内只有重力或弹力做功(其他力不做功)，机械能守恒。 5.对守恒条件的理解： (1)物体只受重力，只发生动能和重力势能的相互转化，如自由落体运动、抛体运动等。 (2)只有弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化。如在光滑水平面上运动的物体碰到一个弹簧，和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒。 (3)物体既受重力，又受弹 ... ...
