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课件网) 第一章 功和机械能 第5节 科学验证：机械能守恒定律 第1课时 过山车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。高度减小时，重力势能减小，动能增大；高度增大时，重力势能增大，动能减小。当重力势能与动能发生变化时，它们之间遵循着什么规律？ 1.知道什么是机械能，能够分析物体动能和势能相互转化问题。 2.能够推导出机械能守恒定律，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件。 3.会判断机械能是否守恒，并运用机械能守恒定律解决有关问题。 01 机械能 机械能：是动能和势能(包括重力势能和弹性势能)的统称，它是由物体机械运动状态而决定的能，是状态量、是标量，用符号 E 表示． (1)机械能是一个状态量，机械运动的物体在某一位置时，具有确定的速度，也就有确定的动能和势能，即具有确定的机械能． (2)机械能是一个相对量，其大小与参考系、零势能面有关． (3)机械能是标量，是系统所具有的． h1 h2 1 2 h 做自由落体运动的小球 1.根据动能定理: 2.根据重力做功: v1 v2 mg 情景一：只受重力作用 思考：两个式子的含义？ 动能增加 重力势能减少 初态机械能 E1 末态机械能 E2 物体 只受重力作用 时，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。 只有重力做功 小球沿光滑曲面下滑 mg FN h1 h2 情景二：除重力之外还受其他力，但只有重力做功 分析： 下滑过程中支持力做功？ 重力势能变化？ 动能变化？ 0 物体只受重力作用，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。 思考：除重力之外，有其他力做功时，机械能会守恒吗？ 设小球在下落过程中的空气阻力不可忽略 W总=WG+Wf EK2-EK1 EP1-EP2 EK2+EP2=EK1+EP1+Wf E2=E1+Wf （Wf<0） 根据动能定理: 机械能不守恒 h1 h2 1 2 h v1 v2 mg f 2 1 v1 v2 情景三：只有弹力做功 1.根据动能定理: 2.根据弹力做功: WF= Ek2-Ek1 WF= Ep1-Ep2 Ep1+Ek1=Ep2+Ek2 在光滑水平面上反弹回来的小球 物体只受弹力作用，动能和弹性势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。 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 02 机械能守恒定律 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)，机械能守恒。（此处弹力高中阶段特指弹簧类弹力） 对守恒条件的理解： 系统不受外力。 系统受其他力，而其他力不做功，只有重力（弹力）做功； 系统受外力，除重力（弹力）以外的力也做功，但外力做功的代数和为零。 (1)用做功来分析：分析物体或物体系统的受力情况(包括内力和外力)，明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重力或弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则物体或物体系统的机械能守恒。 (2)用能量转化来分析：若物体系统中只有动能和势能的相互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转化成其他形式的能(如内能)，则系统的机械能守恒． 4.判断机械能是否守恒的方法： (3)用增减情况分析：若物体系统的动能与势能均增加，则系统机械能不守恒；若系统的动能不变，而势能发生了变化，或系统的势能不变，而动能发生了变化，则系统机械能不守恒。 对于由两个或两个以上物体(包括弹簧在内组成的系统)，如果系统只有重力做功或弹力做功，物体间只有动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化，系统与外界没有机械能的转移，也没有机械能与其他形式能的转化，则系统的机械能就守 ... ...
