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《2020_2021学年高中物理第四章机械能和能源5机械能守恒定律课件教科版必修2202102232167.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、5.机械能守恒定律必备知识·自主学习一、动能与势能的相互转化【情境思考】问题1:过山车在高处关闭发动机飞奔而下,过山车受什么力?各做什么功?提示:受重力、阻力、弹力,重力做正功,阻力做负功,弹力不做功。问题2:过山车的动能和势能怎么变化?提示:动能增大,重力势能减小。问题3:若忽略一切阻力,过山车下滑过程的机械能守恒吗?提示:守恒。1.重力势能与动能:只有重力做功时,若重力对物体做正功,则物体的重力势能_____,动能_____,_________转化成了_____;若重力做负功,则_____转化为_________。2.弹性势能与动能:只有弹簧弹力做功时,若弹力做正功,则弹性势能
2、_____,物体的动能_____,__________转化为_____。减少增加重力势能动能动能重力势能减少增加弹性势能动能3.机械能:(1)定义:_________、弹性势能和_____的总称,表达式为E=Ek+Ep。(2)机械能的改变:通过_____或_____做功,机械能可以从一种形式转化为另一种形式。重力势能动能重力弹力二、机械能守恒定律【情境思考】问题1:运动员抛铅球,忽略空气阻力,铅球在空中运动过程中,机械能守恒吗?提示:守恒。问题2:求解铅球落地速度的大小用什么规律?提示:机械能守恒定律。1.推导:质量为m的物体在空中做抛体运动,如图所示。(1)物体在位置A、B所具有
3、的机械能(取地面为零势能面)。E1=Ep1+Ek1=______________。E2=Ep2+Ek2=______________。(2)物体由A到B的过程中,只有重力做功,根据动能定理:mg(h1-h2)=______________。结论:初机械能等于末机械能Ep1+Ek1=______。Ep2+Ek22.内容:在只有_____或_____做功的物体系统内,动能与势能会发生相互转化,但机械能的总量_________。3.表达式:Ep1+Ek1=______,即__=E1。重力弹力保持不变Ep2+Ek2E24.机械能守恒的条件:关于机械能守恒的条件,正确的说法有_____。①只
4、受重力②合外力等于零③合外力的功等于零④除重力、弹簧的弹力做功外,其他力没做功⑤除机械能外,没有其他形式的能量参与转化⑥合外力为恒力④⑤关键能力·合作学习知识点一 机械能守恒定律的应用条件及判断方法任务1机械能守恒的应用条件(1)从能量特点看,系统内部只发生动能和势能的相互转化,无其他形式能量(如内能)之间转化,系统机械能守恒。(2)从做功角度来看,只有重力做功或系统弹力做功,系统机械能守恒,具体表现为:【问题探究】情境:如图所示,在光滑的水平面上小球B与一小轻弹簧相连,小球A与静止的小球B发生碰撞。讨论:(1)碰撞过程A球的机械能守恒吗?A、B球与弹簧组成的系统机械能守恒吗?提示
5、:A球的机械能不守恒。A、B球与弹簧组成的系统机械能守恒。(2)A、B碰撞过程,总动能守恒吗?提示:不守恒,有弹性势能参与转化。(3)A、B碰撞过程中,何时总动能最小?提示:弹簧最短,两球共速时,总动能最小,弹性势能最大。【典例示范】【典例1】关于机械能,下列说法正确的是()A.机械能守恒时,物体一定只受重力和弹力作用B.物体处于平衡状态时,机械能必守恒C.一个系统所受合力为零时,系统机械能守恒D.物体所受的合力不等于零,其机械能也可以守恒【解析】选D。物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功,物体除了受重力和弹力的作用,还有可能受其他力的作用,但是其他力做功为零,故A错误。物
6、体处于平衡状态时,所受的合力为零,机械能不一定守恒,例如物体匀速上升,动能不变,重力势能增大,故B、C错误;物体所受合力不等于零时,机械能可能守恒,例如自由下落的物体(不计空气阻力),故D正确。任务2机械能守恒的判断方法1.做功条件分析法:(1)物体只受重力(或系统内的弹力)作用;(2)物体同时受重力和其他力,但其他力不做功;(3)有系统的内力做功,但是内力做功的代数和为零。2.能量转化分析法:若物体只有动能、重力势能及弹性势能间相互转化,或系统内只有物体间的机械能相互转移,则机械能守恒。3.定义判断法:如物体沿水平方向匀速运动时,动能和势能之和不变则机械能守恒;物体沿竖直方向或沿
7、斜面匀速运动时,动能不变,势能变化,机械能不守恒。【典例示范】【典例2】下列物体的运动过程,满足机械能守恒的是()A.火箭加速上升B.潜水运动员在水中匀速下落C.物体从空中自由下落(不计空气阻力)D.游客在摩天轮中随摩天轮在竖直面内匀速转动【解析】选C。火箭加速上升时,动能增大,重力势能增大,故机械能增大,故A错误;潜水运动员在水中匀速下落,动能不变,重力势能减小,故总机械能减小,故B错误;物体从空中自由下落(不计空气阻力)时只有重力做功,机械能守恒,故C正确;游客在
