1、第七章 机械能守恒定律第 8 节 机械能守恒定律第七章 机械能守恒定律 1知道机械能的各种形式，能够分析它们之间的相互转化问题 2能够推导出机械能守恒定律(难点)3理解机械能守恒的条件，会根据这一条件判断机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律分析解决有关问题(重点)栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律一、动能与势能的相互转化1动能与势能的相互转化(1)在只有重力做功时，_与_间发生相互转化(2)在只有弹力做功时，_与_间发生相互转化2机械能：机械能是_、弹性势能和_的总称，通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式_为另一种形式动能重力势能动能弹性势能重力
2、势能动能转化栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律二、机械能守恒定律1内容：在只有_或_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_2表达式：Ek2Ep2Ek1Ep1 或 E2E1 重力弹力保持不变栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律判一判(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()(4)除受重力、弹力外还受其他力，机械能一定不守恒()(5)合力为零，物体的机械能一定守恒()(6)合力做功为零，物体的机械能一定守恒
3、()(7)只有重力做功，物体的机械能一定守恒()栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律做一做 如图所示，一小球自 A 点由静止自由下落，到 B 点时与弹簧接触，到 C 点时弹簧被压缩到最短若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由 ABC的过程中，小球的重力势能、动能及机械能如何变化？提示：重力势能减小 动能先增大后减小 机械能先不变后减小栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律想一想 毛泽东的诗词中曾写到“一代天骄成吉思汗，只识弯弓射大雕”试分析成吉思汗在弯弓射雕过程中，涉及机械能中哪些能量之间的转化？提示：箭被射出过程中
4、，弹性势能转化为箭的动能；箭上升过程中，动能向重力势能转化；下落过程中，重力势能又向动能转化栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律 机械能守恒的判断1对机械能守恒条件的理解(1)物体只受重力，只发生动能和重力势能的相互转化，如自由落体运动、抛体运动等(2)只有弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化如在光滑水平面上运动的物体碰到一个弹簧，和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律(3)物体既受重力，又受弹力，重力和弹力都做功，发生动能、弹性势能、重力势能的相
5、互转化，如自由下落的物体落到竖直的弹簧上和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒(4)除受重力或弹力外，还受其他力，但其他力不做功，或其他力做功的代数和为零如物体在沿斜面的拉力 F 的作用下沿斜面向下运动，其拉力的大小与摩擦力的大小相等，在此运动过程中，其机械能守恒栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律 如果物体或系统的机械能发生变化，必定有除重力和系统内的弹力之外的其他力做功2判断机械能是否守恒的方法(1)利用机械能的定义判断(直接判断)：若物体动能、势能均不变，机械能不变若一个物体动能不变、重力势能变化，或重力势能不变、动能变化
6、或动能和重力势能同时增加(或减小)，其机械能一定变化栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律(2)用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒(3)用能量转化来判断：若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒(4)对多个物体组成的系统，除考虑外力是否只有重力做功外，还要考虑系统内力做功，如有滑动摩擦力做功时，因有摩擦热产生，系统机械能将有损失(5)对一些绳子突然绷紧、物体间发生永久形变等问题机械能一般不守恒，除非题中有特别说明或暗示栏目导引预习导学新知探究多维课堂
7、师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律命题视角 1 单个物体的机械能守恒判断 如图所示，一轻质弹簧一端固定于 O 点，另一端系一重物，将重物从与悬点 O 在同一水平且弹簧保持原长的 A 点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物从 A 点摆向最低点 B 的过程中，下列说法中不正确的是()A重物的重力势能减小B重物的动能增大C重物的机械能不变D重物和弹簧的机械能之和不变栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律解析 重物从 A 点释放后，在从 A 点向 B 点运动的过程中，重物的重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，弹簧逐渐被拉长，即弹簧的弹性势能
8、逐渐增大，所以重物减小的重力势能一部分转化为重物的动能，另一部分转化为弹簧的弹性势能，对重物来说，它的机械能减小，对重物和弹簧的系统来说，两者机械能之和保持不变，故不正确选项为 C.答案 C栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律命题视角 2 系统的机械能守恒判断(2019金华月考)如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是()栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律A甲图中，物体 A 将弹簧压缩的过程中，A 的机械能增加B乙图中，A 置于光滑水平面，物体 B 沿光滑斜面下滑，物体 B机械能守恒C丙图中，不计任何阻
9、力时 A 加速下落，B 加速上升过程中，A、B 组成系统的机械能减少D丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒思路点拨 判断机械能是否守恒的关键：一是注意系统的选择；二是看系统内重力、弹力之外的力是否做功栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律解析 甲图中重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，但弹簧的弹性势能增加，A 的机械能减少，A 错；B 物体下滑，B 对 A 的弹力做功，A 的动能增加，B 的机械能减少，B 错；丙图中 A、B组成的系统只有重力做功，机械能守恒，C 错；丁图中小球受重力和拉力作用，但都不做功，小球动能不变，机械能守恒，D
10、 对答案 D栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律判断机械能是否守恒应注意的问题(1)物体在共点力作用下所受合外力为 0 是物体处于平衡状态的条件物体受到的合外力为 0 时，它一定处于匀速直线运动状态或静止状态，但物体的机械能不一定守恒栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律(2)合外力做功为 0 是物体动能不变的条件合外力对物体不做功，它的动能一定不变，但它的机械能不一定守恒(3)只有重力做功或系统内弹簧类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簧类弹力做功时，系统的
11、机械能一定守恒栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律【通关练习】1关于机械能守恒，下列说法中正确的是()A物体做匀速运动，其机械能一定守恒B物体所受合力不为 0，其机械能一定不守恒C物体所受合力做功不为 0，其机械能一定不守恒D物体沿竖直方向向下做加速度为 5 m/s2 的匀加速运动，其机械能减少栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律解析：选 D.物体做匀速运动其动能不变，但机械能可能变，如物体匀速上升或下降，机械能会相应地增加或减少，选项 A 错误；物体仅受重力作用，只有重力做功时，物体的机械能守恒，选项B、C
12、错误；物体沿竖直方向向下做加速度为 5 m/s2 的匀加速运动时，物体一定受到一个与运动方向相反的力的作用，此力对物体做负功，物体的机械能减少，故选项 D 正确栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律2木块静止挂在绳子下端，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到一定高度如图所示，从子弹开始射入到共同上摆到最大高度的过程中，下列说法正确的是()A子弹的机械能守恒B木块的机械能守恒C子弹和木块总机械能守恒D子弹和木块上摆过程中机械能守恒栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律解析：选 D.子弹射入木块过程
13、，系统中摩擦力做负功，机械能减少；而共同上摆过程，系统只有重力做功，机械能守恒综上所述，整个过程机械能减少，减少部分等于克服摩擦力做功产生的热量栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律 对机械能守恒定律的应用1定律的表达式及意义(1)从能量守恒的角度：E1E2 或 EE2E10，前者表示前、后两状态的机械能相等，后者表示系统的机械能没变化栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律(2)从能量转化的角度：Ek Ep 或 Ep Ek前者表示系统增加的动能等于减少的势能，后者表示系统增加的势能等于减少的动能(3)从机械能转移的
14、角度：EA EB 或 EB EA，前者表示系统内物体 A 增加的机械能等于物体 B 减少的机械能，后者表示物体 B 机械能的增加量等于物体 A 机械能的减少量栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律2应用机械能守恒定律解题的一般思路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，而且只涉及物体系统的初、末状态，使处理问题得到简化，应用的基本思路如下：(1)选取研究对象系统或物体(2)对研究对象进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒(3)恰当地选取参考平面，确定研究对象初、末状态时的机械能(4)选取恰当的机械能守恒定律的表达式，列式求解栏
15、目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律命题视角 1 单个物体的机械能守恒(2019衢州联考)如图所示，质量为 m 的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离 l 后以速度 v 飞离桌面，最终落在水平地面上已知 l14 m，v30 m/s，m010 kg，物块与桌面间的动摩擦因数 025，桌面高 h045 m不计空气阻力，重力加速度 g 取 10 m/s2求：(1)小物块落地点距飞出点的水平距离 s；(2)小物块落地时的动能 Ek；(3)小物块的初速度大小 v0栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律思路点拨 解答本题时
16、应把握以下两点：(1)小物块飞离桌面后做平抛运动，机械能守恒，根据平抛运动规律和机械能守恒定律求解小物块飞过的水平距离和落地时的动能；(2)小物块在桌面上运动时摩擦力做负功，根据动能定理求解小物块的初速度栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律解析(1)小物块飞离桌面后做平抛运动，根据平抛运动规律，有竖直方向：h12gt2水平方向：svt解得水平距离 sv2hg 0.90 m.栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律(2)小物块从飞离桌面到落地的过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律可得小物块落地时的动能为Ek12mv2
17、mgh0.90 J.(3)小物块在桌面上运动的过程中，根据动能定理，有mgl12mv212mv20解得小物块的初速度大小 v0 2glv24.0 m/s.答案(1)0.90 m(2)0.90 J(3)4.0 m/s栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律命题视角 2 多个物体的机械能守恒问题 如图所示，质量不计的轻杆一端安装在水平轴 O 上，杆的中央和另一端分别固定一个质量均为 m 的小球 A 和 B(可以当作质点)，杆长为 l，将轻杆从静止开始释放，不计空气阻力当轻杆通过竖直位置时，求：小球 A、B 的速度各是多少？栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互
18、动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律思路点拨 A 球和 B 球单独随轻杆在空间转动时它们运动的快慢程度是不同的，即 A、B 球和轻杆一起转动的过程中，轻杆对 A、B 球做功，因此两球机械能均不守恒，但以 A、B(包括轻杆)作为一个系统，只有小球的重力和系统弹力做功，系统机械能守恒栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律解析 对 A、B(包括轻杆)组成的系统，由机械能守恒定律Ep Ek 得mgl2mgl12mv2A12mv2B又因 A、B 两球的角速度 相等，则 vAl2vBl联立式，代入数据解得vA35gl，vB235gl.答案 35gl 235gl栏
19、目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律应用机械能守恒定律和动能定理解题时的注意事项(1)机械能守恒定律的成立是有条件的，如果不满足机械能守恒的条件，则不能用该规律解题；(2)机械能守恒定律的研究对象既可以是单一物体，也可以是几个物体组成的系统，而动能定理在高中阶段只要求对单一物体使用；(3)机械能守恒定律只考虑两个不同状态的动能、势能即可，但动能定理必须考虑做功过程及两个不同状态的动能，无需考虑势能栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律(2019嘉兴测试)如图，可视为质点的小球 A、B 用不可伸长的细软轻线连接，跨过
20、固定在地面上半径为 R 的光滑圆柱，A 的质量为 B 的两倍当 B 位于地面时，A 恰与圆柱轴心等高将 A 由静止释放，B 上升的最大高度是()A2RB5R3C4R3D2R3栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律解析：选 C.运用机械能守恒定律：当 A 下落到地面前，对 A、B整体有：2mgRmgR122mv212mv2，A 落地后，对 B 球有12mv2mgh，解得 hR3，即 A 落地后 B 还能再升高R3，上升的最大高度为43R，故选项 C 正确，A、B、D 错误栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律栏目导引预习导学新知探究多维课堂师生互动随堂检测巩固落实第七章 机械能守恒定律本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
