高中物理必修二7.8机械能守恒定律课件(人教版必修2)

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1、第八节　机械能守恒定律教者:宁乡县第六中学廖劢鑫学习目标：知识与技能1.理解动能与势能的相互转化.2.掌握机械能守恒定律的表达式.过程与方法经过机械能守恒定律的实际应用，进一步理解机械能守恒的条件.情感态度与价值观培养理论联系实际的思想，通过规律、理论的学习，培养学以致用的思想.重点：1.机械能守恒的条件.2.在具体的问题中能判定机械能是否守恒,并能列出数学表达式.教学难点1.判断机械能是否守恒.2.灵活运用机械能守恒定律解决问题.导入推进新课一、动能与势能的相互转化前面我们学习了动能、势能和机械能的知识.在初中学习时我们就了解到，在一定条件下，物体的动能与

2、势能(包括重力势能和弹性势能)可以相互转化，动能与势能相互转化的例子在生活中非常多，请同学们举出生活中的例子来说明动能与势能的相互转化.1.从树上掉下的苹果（势能向动能转化）；2.自行车猛蹬几下自由冲上斜坡（动能向势能转化）；3.拉弓射箭（势能向动能转化）4.运动会上撑竿跳高运动员在跳起的过程中（人的动能转化为杆的弹性势能,后杆的弹性势能转化为人的重力势能）.实验演示：二、机械能守恒定律问题：动能和势能的相互转化是否存在某种定量的关系呢？上述各运动过程中，物体的机械能是否变化呢？通过具体的实例进行理论推导分析.先考虑只有重力对物体做功的理想情况.情境设置：质

3、量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1处速度为v1，下落至高度h2处速度为v2，不计空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化分析：根据动能定理，有:=WG下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量.取地面为参考平面，有WG=mgh1-mgh2由以上两式可以得到=mgh1-mgh2移项得分析讨论上面表达式的物理意义等号的左侧表示末态的机械能，等号的右侧表示初态的机械能，表达式表明初态跟末态的机械能相等.即在小球下落的过程中，重力势能减小，动能增加，减小的重力势能转化为动能.问题：此表达式具有普遍意义吗？还是仅在只受重力的自由落

4、体运动中成立？推导竖直上抛、平抛的过程是否成立.思维拓展在只有弹力做功的体系统呢？在只有重力做功的情况下，机械能是守恒的；同样作为机械能组成部分的势能，是否在只有弹力做功的情况下，机械能也能守恒呢？通过上面只有重力做功与只有弹力做功两个部分的推导，总结机械能守恒定律的内容：机械能守恒定律1．内容在只有____或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能________．重力保持不变2．表达式Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或E1＝E2三．机械能守恒的条件1.只受重力（弹力），不受其他力.2.除重力和弹力以外，受其他力,其他力______．不做功

5、注意：机械能守恒是指在一个过程中的每一个时刻机械能都相等，如果仅指出初末位置的机械能相等，不能准确判断出整个过程中机械能是否守恒．特别提醒：(1)机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零，更不是合外力为零；判断机械能是否守恒时，要根据不同情景恰当地选取判断方法．(2)如果除物体的重力和系统内的弹力做功之外，还有其他力做功，若其他力所做的总功为零，此种情况下不能说物体的机械能守恒，只能说其机械能不变．即时应用(即时突破，小试牛刀)1．如图7－8－1所示装置中，木块与水平桌面间的接触面是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短，则从子弹开始射

6、木块到弹簧压缩至最短的整个过程中()图7－8－1A．子弹与木块组成的系统机械能守恒B．子弹与木块组成的系统机械能不守恒C．子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒D．子弹、木块和弹簧组成的系统机械能不守恒解析：选BD.从子弹射木块到木块压缩至最短的整个过程中，由于存在机械能与内能的相互转化，所以对整个系统机械能不守恒．对子弹和木块，除摩擦生热外，还要克服弹簧弹力做功，故机械能也不守恒．四、机械能守恒定律及其应用1．应用机械能守恒定律时，相互作用的物体间的力可以是变力，也可以是恒力，只要符合守恒条件，机械能就守恒．2．机械能守恒定律只涉及物体系的初、末状态的物理量

7、，而不须分析中间过程的复杂变化，使处理问题得到简化．例题在距离地面20m高处,以15m/s的初速度水平抛出一小球，不计空气阻力，取g=10m/s2，求小球落地速度大小.思考分析，问题：(1).前面学习过应用运动合成与分解的方法处理平抛运动，现在能否应用机械能守恒定律解决这类问题？(2).小球抛出后至落地之前的运动过程中，是否满足机械能守恒的条件？如何应用机械能守恒定律解决问题？分析：小球下落过程中，只有重力对小球做功，满足机械能守恒条件，可以用机械能守恒定律求解；应用机械能守恒定律时，应明确所选取的运动过程，明确初、末状态小球所具有的机械能.取地面为参考平面

8、，抛出时小球具有的重力势能Ep1=mgh，动能为Ek