1、课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 第8节 机械能守恒定律 学习目标1能够分析动能和势能之间的相互转化问题。2能够推导机械能守恒定律。3会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒。4能运用机械能守恒定律解决有关问题，并领会运用机械能守恒定律解决问题的优越性。课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 课前预习落实基础 一、动能与势能的相互转化 1动能与重力势能间的转化只有重力做功时，若重力做正功，则转化为，若重力做负功，则转化为，转化过程中，动能与重力势能之和。重力势能动能动能重力势能保持不变
2、课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 2动能与弹性势能间的转化被压缩的弹簧把物体弹出去，射箭时绷紧的弦把箭弹出去，这些过程都是弹力做功，_转化为。3机械能、和统称为机械能，通过重力或弹力做功。机械能可以从一种形式转化为另一种形式。正弹性势能动能重力势能弹性势能动能课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 自主思考判一判1(1)通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化。()(2)弹性势能发生了改变，一定有弹力做功。()(3)运动的物体，机械能可能为负值。()课前预习落实基础第七章 机械能守恒定
3、律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 二、机械能守恒定律 1内容在只有或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能。2表达式或E1E2。3机械能守恒的条件除重力和弹力以外，其他力。重力保持不变Ek1Ep1Ek2Ep2不做功课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 自主思考判一判2(1)除受重力、弹力外还受其他力，机械能一定不守恒。()(2)合力为零，物体的机械能一定守恒。()(3)合力做功为零，物体的机械能一定守恒。()(4)只有重力做功，物体的机械能一定守恒。()课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单
4、 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 1对机械能守恒条件的理解(1)从能量转化的角度看，系统内只有动能和势能相互转化，而没有其他形式能量(如内能)的转化，并且系统与外界没有任何能量转化，则系统的机械能守恒。课堂互动突破考点 考点一 机械能守恒的判断课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2(2)从做功的角度看，只有重力和系统内的弹力做功，具体表现如下：只受重力作用，例如所有做抛体运动的物体机械能守恒。系统内只有重力和弹力作用，如图781甲、乙、丙所示。图781课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升
5、物理必修2 图甲中，小球在摆动过程中线的拉力不做功，如不计空气阻力则只有重力做功，小球的机械能守恒。图乙中，各接触面光滑，A自B上端自由下滑的过程中，只有重力和A、B间的弹力做功，A、B组成的系统机械能守恒。但对A来说，B对A的弹力做负功，这个力对A来说是外力，A的机械能不守恒。图丙中，不计空气阻力，球在下落过程中，只有重力和弹力做功，球与弹簧组成的系统机械能守恒。但对球来说，机械能不守恒，这一点需要特别注意。课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 2判断机械能守恒的方法(1)做功分析法(常用于单个物体)分析物体受力 明确各力做功情况 只有重
6、力对物体做功或者有其他力对物体做功，但W其0物体机械能守恒课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2(2)能量分析法(常用于多个物体组成的系统)分析能量种类 只有动能、重力势能、弹性势能 系统机械能守恒课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 1如图782所示四个选项中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动。在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是题组
7、通关课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 图782课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 解析 机械能守恒的条件是只有重力做功，在A、B图中木块受三个力作用，即重力、支持力和推力F，因有外力F做功，故不符合条件；D中因有摩擦力做功，故也不符合条件，因此只有C图符合守恒条件。答案 C课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 2(多选)在下列几个实例中，机械能守恒的是A在平衡力作用下运动的物体B在光滑水平面上被细线拴住做匀速圆周运动的小球C在粗
8、糙斜面上下滑的物体，下滑过程中受到沿斜面向下的拉力，拉力大小等于滑动摩擦力D如图783所示，在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 图783课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 解析 选项B小球动能不变，选项C相当于只有重力做功，故选项B、C机械能守恒，选项B、C正确；选项A和D可能有外力做功，选项A、D错误。答案 BC课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 3(多选)如图784所示，下列关于机械能是否守
9、恒的判断正确的是图784课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 A甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒B乙图中，在大小等于摩擦力的拉力下沿斜面下滑时，物体B机械能守恒C丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成的系统机械能守恒D丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 解析 甲图中重力和弹力做功，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒，但物体A机械能不守恒，A错；乙图中物体B除受重力外，还受弹力、拉力、摩擦力，但除
10、重力之外的三个力做功代数和为零，机械能守恒，B对；丙图中绳子张力对A做负功，对B做正功，代数和为零，A、B组成的系统机械能守恒，C对；丁图中动能不变，势能不变，机械能守恒，D对。答案 BCD课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 名师点拨判断机械能是否守恒应注意的三个问题1合外力为零是物体处于平衡状态的条件。物体受到的合外力为零时，它一定处于匀速运动状态或静止状态，但它的机械能不一定守恒。课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 2合外力做功为零是物体动能守恒的条件。合外力对物体不做功，它的动
11、能一定不变，但它的机械能不一定守恒。3只有重力做功或系统内弹力做功是机械能守恒的条件。只有重力对物体做功时，物体的机械能一定守恒；只有重力或系统内弹力做功时，系统的机械能一定守恒。课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 1对几种表达式的理解(1)Ek1Ep1Ek2Ep2。这里应注意等式不是指某两个特别的状态，而是过程中的每一状态机械能的总量都是守恒的，但我们解题时往往选择与题目所述条件或所求结果相关的状态建立方程式。另外表达式中Ep是相对的，建立方程时必须选择合适的参考平面，且每一状态的Ep都应是对同一参考平面而言的。考点二 机械能守恒定律的
12、应用课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2(2)EkEp，系统动能的增加量等于系统重力势能的减少量，可以不选择参考平面。(3)EAEB，将系统分为A、B两部分，A部分机械能的增加量等于另一部分B的机械能的减少量，可以不选择参考平面。课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 2机械能守恒定律和动能定理的比较机械能守恒定律动能定理表达式E1E2EkEpEAEBWEk物理意义重力或弹力做功的过程是动能与势能转化的过程合外力对物体做的功是动能变化的量度应用范围只有重力或弹力做功无条件限制关注角度守恒的
13、条件和始末状态机械能的形式及大小动能的变化及合外力做功情况课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 命题角度1 单物体、多过程运动中的机械能守恒例1 如图 785 所示，让摆球从图中 A 位置由静止开始下摆，正好摆到最低点 B 位置时线被拉断。设摆线长 l1.6 m，O 点离地高 H5.8 m，不计绳断时的机械能损失，不计空气阻力，g 取 10 m/s2，求：(1)摆球刚到达 B 点时的速度大小；(2)落地时摆球的速度大小。课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 图785课前预习落实基础第七章
14、 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 思路引导 摆球由 A 到 B 受重力和拉力作用，只有重力做功，机械能守恒；从 B 到落地只受重作用，机械能守恒。自主解答(1)摆球由 A 到 B 的过程中只有重力做功，故机械能守恒。根据机械能守恒定律得 mg(1 sin30 )l 12 mv2B，则vB 2gl（1sin 30）gl 101.6 m/s 4 m/s。课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2(2)设摆球落地点为题图中的 D 点，则摆球由 B 到D 过程中只有重力做功，机械能守恒。根据机械能守恒定律得 mg(Hl
15、)12mv2D12mv2B 则 vD v2B2g（Hl）42210（5.81.6）m/s10 m/s。答案(1)4 m/s(2)10 m/s课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 规律总结应用机械能守恒定律解题步骤1选取研究对象(物体或系统)。2明确研究对象的运动过程，分析研究对象在运动过程中的受力情况，弄清各力的做功情况，判断机械能是否守恒。3选取恰当的参考平面，确定研究对象的初末状态的机械能。4选取恰当的表达式，列方程求解。课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 命题角度2 物体系统机械
16、能守恒例2 如图 786 所示，质量为 m 的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边的定滑轮与质量为 M 的砝码相连。已知M2m，让绳拉直后使砝码从静止开始下降 h(小于桌高)的距离，木块仍没离开桌面，则砝码的速度为多少？图 786课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 思路引导 M、m 及绳组成的系统在相互作用过程中，除 M 的重力做功外，绳的拉力对 M 做负功，对 m 做正功，且二功之和为零，故系统的机械能守恒。自主解答 解法一 用Ek 增Ep 减求解。在砝码下降 h 的过程中，系统增加的动能为 Ek 增12(Mm)v2 课前预习落实基
17、础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 系统减少的重力势能为Ep 减Mgh 由Ek 增Ep 增得12(Mm)v2Mgh 解得 v2MghMm23 3gh。解法二 用 E 初E 末求解。设 M 开始离桌面的距离为 x，取桌面所在的水平面为参考面，则系统的初机械能为 E 初Mgx 课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 系统的末机械能为 E 末Mg(xh)12(Mm)v2 由 E 初E 末得MgxMg(xh)12(Mm)v2 解得 v23 3gh。解法三 用EA 增EB 减求解。在 M 下降的过程中，m 增加
18、的机械能为Em 增12mv2 课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 M 减少的机械能为EM 减Mgh12Mv2 由Em 增EM 减得12mv2Mgh12Mv2 解得 v23 3gh。解法四 用动能定理求解。设拉力对 m 所做的功为 W，则拉力对 M所做的功为W，则：课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 对 M 由动能定理：MghW12Mv2 对 m 由动能定理：W12mv2，解得 v23 3gh。答案 23 3gh课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能
19、力提升物理必修2 规律总结机械能守恒定律表达式的灵活选取1以单个物体为研究对象，可应用表达式EkEp或E初E末列式求解。2以两个物体组成的系统为研究对象，若一个物体的动能、重力势能都在减小，另一个物体的动能、重力势能都在增加，可优先考虑应用表达式EAEB列式求解；若两个物体的重力势能都在减小(或增加)，动能都在增加(或减小)，可优先考虑应用表达式EkEp列式求解。课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 变式训练1如图 787 所示，在竖直平面内有一半径为 2 m 的14圆弧形光滑导轨 AB，A 点与其最低点C 的高度差为 1 m，今由 A 点
20、沿导轨无初速释放一个小球，若 g 取 10 m/s2，则图 787课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 A小球过 B 点的速度大小 vB2 5 m/sB 小 球 过 B 点 的 速 度 大 小 vB 2 5（31）m/sC小球离开 B 点后做平抛运动D小球离开 B 点后将继续运动到与 A、D 等高的位置课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 解析 由于 cosAOEOER 12，AOE60，故BOC906030，hBCRRcosBOC(2 3)m，hABhAChBC(31)m，根据机械能守
21、恒定律得 mghAB12mv2B，所以 vB课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 2ghAB2 5（31）m/s，A 错、B 对；小球离开 B 点后做斜上抛运动，C 错；到达最高点时，小球具有水平方向的速度，由机械能守恒知，小球离开 B 点后到达最高点时的高度低于 A、D 点的高度，D 错。答案 B课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 2如图788所示，一不可伸长的柔软轻绳跨过光滑的定滑轮，绳两端各系一小球a和b。a球质量为m，静止于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好
22、拉紧。从静止开始释放b，则当b刚落地时a的速度为课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 图 788A.gh B.2ghC.3ghD.6gh课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 解析 a、b 两球组成的系统机械能守恒，设b 刚落地时的速度大小为 v，则整个过程动能增加量Ek 增12(m3m)v22mv2，重力势能的减少量Ep 减3mghmgh2mgh，由机械能守恒得Ek 增Ep 减，所以 2mv22mgh，v gh，A正确。答案 A课前预习落实基础第七章 机械能守恒定律 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 本讲结束请按ESC键返回课下作业能力提升
