第5节 科学验证:机械能守恒定律（课件 学案 练习，6份打包）鲁科版（2019）必修 第二册

第5节　科学验证：机械能守恒定律 第1课时　机械能守恒定律 [学习目标]　1.知道机械能的各种形式，能够分析动能与势能(包括弹性势能)之间的相互转化问题。2.会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题(重难点)。3.能从能量转化的角度理解机械能守恒的条件，领会运用机械能守恒定律解决问题的优越性。 一、机械能守恒定律 过山车(如图)在最高点无动力释放后，会沿着轨道下滑、爬升、翻转，速度时快时慢，惊险刺激。过山车在运行过程中既有重力势能，又有动能。 (1)当过山车从高处向下运动时，动能和重力势能如何转化？ (2)当过山车从低处向上运动时，动能和重力势能又如何转化？ 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 1.机械能：物体的　　　　与　　　　　　(弹性势能)之和称为机械能，物体的机械能为E=Ep+Ek。 2.机械能守恒定律 (1)内容：在只有　　　　或　　　　这类力做功的情况下，物体系统的动能与势能　　　　　　，但机械能的总量　　　　　　。 (2)表达式：m+mgh2=　　　　　　或Ek2+Ep2=　　　　　　。 推导：如图所示，如果物体只在重力作用下自由下落，从A到B的过程重力做的功设为WG 由重力做功和重力势能的变化关系可知 WG=　　　　　　=Ep1-Ep2 由动能定理得 WG=　　　　　　　　　　　 联立可得mgh1-mgh2=m-m，移项后得：mgh1+　　　　　　=　　　　+m 即Ep1+Ek1=Ep2+Ek2。 3.对机械能守恒条件的理解 (1)只有重力做功，只发生动能和重力势能的相互转化。 (2)只有系统内弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化。 (3)只有重力和系统内弹力做功，只发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化。 (4)除受重力和弹力外，其他力也做功，但其他力做功的代数和始终为零。 4.判断机械能守恒的方法 (1)做功分析法(常用于单个物体) (2)能量分析法(常用于多个物体组成的系统) (3)机械能的定义法 机械能等于动能与势能之和，若一个过程中动能不变，势能变化，则机械能不守恒，如匀速上升的物体机械能增加。 5.能量守恒定律 任何形式的能量都可以相互转化，但　　　　保持不变，这就是更普遍的能量守恒定律。 如图所示，光滑水平面上，物块以初速度v0向右运动压缩弹簧，在压缩弹簧的过程中，物块的机械能守恒吗？ 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 (1)重力做正功的过程中，重力势能一定减少，动能一定增加。(　　) (2)机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用。(　　) (3)合力做功为零，物体的机械能一定保持不变。(　　) (4)物体的机械能守恒时，则物体一定做匀速直线运动。(　　) (5)物体的速度增大时，其机械能可能减小。(　　) (6)“某物体机械能守恒”为习惯说法，实际上应为“某物体和地球组成的系统机械能守恒”。(　　) 例1　(2023·厦门一中高一期中)如图所示，下列说法正确的是(所有情况均不计摩擦、空气阻力以及滑轮质量)(　　) A.甲图中，火箭升空的过程中，若匀速升空，机械能守恒，若加速升空，机械能不守恒 B.乙图中，物块在外力F的作用下匀速上滑，物块的机械能一定增加 C.丙图中，物块A以一定的初速度将弹簧压缩的过程中，物块A与弹簧组成的系统机械能不一定守恒 D.丁图中，物块A加速下落，物块B加速上升的过程中，物块B机械能守恒 例2　(多选)(2023·福州市高一期中)如图为荡秋千运动情境。小孩坐在秋千上自由摆动，幅度越来越小，下列说法中正确的是(　　) A.小孩荡秋千过程，机械能守恒 B.小孩荡秋千过程，机械能减少 C.小孩荡秋千过程，机械能转化为内能，但总能量守恒 D.小孩荡秋千过程，只有动能和重力势能相互转化 二、机械能守恒定律的应用 如图，质量为m的小球从光滑曲面上滑下。当它到达高度为h1 ... ...