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1、第七章第七章机械能守恒定律机械能守恒定律8 8、机械能守恒定律、机械能守恒定律翻滚过山车翻滚过山车翻滚过山车翻滚过山车 如图是迪斯如图是迪斯尼乐园的过山车尼乐园的过山车情景，请问：情景，请问：“一辆滑车在下滑一辆滑车在下滑过程中，既然没过程中，既然没有什么动力，为有什么动力，为什么每次总能如什么每次总能如此准确的完成一此准确的完成一连串有惊无险的连串有惊无险的动作呢？动作呢？”观观察察与与思思考考重力势能重力势能:弹性势能弹性势能动能：动能：势能势能Ep机械能机械能E=EK+EP知知识识回回顾顾与与复复习习物体由于运动而具有的能叫做动能物体由于运动而具有的能叫做动能物体由于运动而具有的能叫做动
2、能物体由于运动而具有的能叫做动能 Ek=mv2/2相互作用的物体凭借其位置而具有的能叫做势能相互作用的物体凭借其位置而具有的能叫做势能相互作用的物体凭借其位置而具有的能叫做势能相互作用的物体凭借其位置而具有的能叫做势能 Ep=mgh1.机机械械能能 物体在某状态时物体在某状态时的的动动能、能、重重力势能和力势能和弹弹性势能的性势能的总和总和叫做叫做物体的机械能物体的机械能。进进进进站站站站前前前前关关关关闭闭闭闭发发发发动动动动机机机机，机机机机车车车车凭凭凭凭惯惯惯惯性性性性上上上上坡坡坡坡，动动动动能能能能变变变变成成成成势势势势能能能能储储储储存存存存起起起起来来来来，出出出出站站站站时
3、时时时下下下下坡坡坡坡，势势势势能变成动能，节省了能源。能变成动能，节省了能源。能变成动能，节省了能源。能变成动能，节省了能源。生活中的实例生活中的实例 车站车站车站车站 随随随随着着着着人人人人类类类类能能能能量量量量消消消消耗耗耗耗的的的的迅迅迅迅速速速速增增增增加加加加，如如如如何何何何有有有有效效效效地地地地提提提提高高高高能能能能量量量量的的的的利利利利用用用用率率率率，是是是是人人人人类类类类所所所所面面面面临临临临的的的的一一一一项项项项重重重重要要要要任任任任务务务务，右右右右图图图图是是是是上上上上海海海海“明明明明珠珠珠珠线线线线”某某某某轻轻轻轻轨轨轨轨车车车车站站站站的
4、的的的设设设设计计计计方方方方案案案案，与与与与站站站站台台台台连连连连接接接接的轨道有一个小的坡度。的轨道有一个小的坡度。的轨道有一个小的坡度。的轨道有一个小的坡度。明明明明珠珠珠珠号号号号列列列列车车车车为为为为什什什什么么么么在在在在站站站站台台台台上上上上要设置一个小小的坡度？要设置一个小小的坡度？要设置一个小小的坡度？要设置一个小小的坡度？观察动能与势能的相互转化探探寻寻动动能能与与势势能能转转化化规规律律 如图，一个质量为如图，一个质量为m的小球自由下落或的小球自由下落或做斜抛运动或竖直上抛，经过某高度为做斜抛运动或竖直上抛，经过某高度为h的的A点时速度为点时速度为v，下落到某高度
5、为，下落到某高度为h2 2的的B点时点时速度为速度为v2 2，试写出小球在，试写出小球在A点时的机械能点时的机械能EA和在和在B点时的机械能点时的机械能EB，并找出小球在，并找出小球在A、B时所具有的机械能时所具有的机械能EA、EB之间的数量关系。之间的数量关系。h h2 2h h1 1Ov0O动能和重力势能间的转换ABEk2+EP2Ek1+EP1EBEABAEAEk1+EP1EBEk2+EP2自自由由下下落落的的小小球球竖竖直直上上抛抛的的小小球球状态状态状态状态状态状态状态状态思思考考假如物体假如物体还受其它还受其它力力,机械机械能是否还能是否还守恒守恒?h h1 1h h2 2 如图，质
6、量为如图，质量为如图，质量为如图，质量为mm的小球从光滑斜的小球从光滑斜的小球从光滑斜的小球从光滑斜面上滑下，小球的机械能守恒？面上滑下，小球的机械能守恒？面上滑下，小球的机械能守恒？面上滑下，小球的机械能守恒？动动能能和和弹弹性性势势能能间间的的转转化化 在在只有弹力做功只有弹力做功的的物体系统内物体系统内，动能和弹力势能可以相互转化，但机动能和弹力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。械能的总量保持不变。v弹簧的弹性弹簧的弹性势能势能与与小球小球的动能的动能相互相互转化转化 在在只有重力或弹力做功只有重力或弹力做功的物体的物体系统内，物体的动能和势能可以相系统内，物体的动能和势能可以相
7、互转化，而总的机械能保持不变。互转化，而总的机械能保持不变。内容内容EK2+EP2=EK1+EP1 即即E2=E1E减减=E增增mgh2+mv22/2=mgh1+mv12/2表达式表达式表达式表达式说明说明说明说明中间式中参考面一般选地面中间式中参考面一般选地面中间式中参考面一般选地面中间式中参考面一般选地面结论探探讨讨守守恒恒的的条条件件假如物体还受假如物体还受其它力做功机其它力做功机械能是否还守械能是否还守恒恒?在在只有重力做功只有重力做功的的物体系统内物体系统内，物体的动能和重物体的动能和重力势能可以相互力势能可以相互转化时，机械能转化时，机械能守恒守恒条件条件只有重力、弹力做功只有重力
8、、弹力做功在具体判断机械能是否守恒时，一般从以在具体判断机械能是否守恒时，一般从以下两方面考虑：下两方面考虑：对于对于某个某个物体，只受重力（弹力）做功；物体，只受重力（弹力）做功；受其它受其它力，而其他力不力，而其他力不做功或所做的功代数和为零做功或所做的功代数和为零，则该物体的机械能守恒。则该物体的机械能守恒。对于由两个或两个以上物体对于由两个或两个以上物体(包括弹簧在内包括弹簧在内组成的组成的系统系统，如果系统只有重力做功或弹力做，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，间的相互
9、转化，系统与外界没有机械能的转移，系统内部没有机械能与其他形式能的转化系统系统内部没有机械能与其他形式能的转化系统的机械能就守恒。的机械能就守恒。小结2 2 2 2、机械能守恒定律：、机械能守恒定律：、机械能守恒定律：、机械能守恒定律：1 1 1 1、机械能：、机械能：、机械能：、机械能：E=EE=EKK+E+EP P（1 1 1 1）内容：在只有重力或弹力做功的物体）内容：在只有重力或弹力做功的物体）内容：在只有重力或弹力做功的物体）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，系统内，物体的动能和势能可以相互转化，系统内，物体的动能和势能可以相互转化，系统内，物体的
10、动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。而总的机械能保持不变。而总的机械能保持不变。而总的机械能保持不变。（2 2 2 2）表达式：）表达式：）表达式：）表达式：EK2+EP2=EK1+EP1E减减=E增增mgh2+mv22/2=mgh1+mv12/2（3 3 3 3）条件：）条件：）条件：）条件：只有重力、弹力做功只有重力、弹力做功说一说下列下列实例实例中哪中哪些情些情况机况机械能械能是守是守恒的恒的用绳拉着一个物用绳拉着一个物用绳拉着一个物用绳拉着一个物体沿着光滑的斜体沿着光滑的斜体沿着光滑的斜体沿着光滑的斜面匀速上升。面匀速上升。面匀速上升。面匀速上升。跳伞员利用降落伞跳伞员利用降
11、落伞在空中匀速下落在空中匀速下落抛出的篮球在空中抛出的篮球在空中抛出的篮球在空中抛出的篮球在空中运动（不计阻力）运动（不计阻力）运动（不计阻力）运动（不计阻力）光滑水平面上光滑水平面上光滑水平面上光滑水平面上运动的小球，运动的小球，运动的小球，运动的小球，把弹簧压缩后把弹簧压缩后把弹簧压缩后把弹簧压缩后又被弹回来。又被弹回来。又被弹回来。又被弹回来。v 下列几种情况中，机械能一定守恒的下列几种情况中，机械能一定守恒的是：是：A.A.做匀速直线（做匀速直线（F合合=0=0）运动的物体）运动的物体 B.B.水平抛出的物体水平抛出的物体（不计空气阻力）（不计空气阻力）C.C.固定光滑曲面上运动的物体
12、，如图所示固定光滑曲面上运动的物体，如图所示D.D.物体以物体以0.8g0.8g的加速度竖直向上做匀减速的加速度竖直向上做匀减速运动运动随堂练习多项多项点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关BC 下列关于物体机械能守恒的说法中，下列关于物体机械能守恒的说法中，下列关于物体机械能守恒的说法中，下列关于物体机械能守恒的说法中，正确的是：正确的是：正确的是：正确的是：A.A.A.A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒做匀速直线运动的物体机械能一定守恒做匀速直线运动的物体机械能一定
13、守恒做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B.B.B.B.合外力对物体不做功，物体的机械能一合外力对物体不做功，物体的机械能一合外力对物体不做功，物体的机械能一合外力对物体不做功，物体的机械能一定守恒定守恒定守恒定守恒C.C.C.C.物体只发生动能与势能的相互转化时，物体只发生动能与势能的相互转化时，物体只发生动能与势能的相互转化时，物体只发生动能与势能的相互转化时，物体的机械能守恒物体的机械能守恒物体的机械能守恒物体的机械能守恒 D.D.D.D.运动的物体，若受合外力为零，则其机运动的物体，若受合外力为零，则其机运动的物体，若受合外力为零，则其机运动的物体，若受合外力为零，则其机械能一定守恒械能
14、一定守恒械能一定守恒械能一定守恒E.E.E.E.做匀变速运动的物体的机械能不可能守做匀变速运动的物体的机械能不可能守做匀变速运动的物体的机械能不可能守做匀变速运动的物体的机械能不可能守恒恒恒恒1.1.考考查查守守恒恒条条件件理理解解单项单项单项单项点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关C3.如图，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再如图，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最大高度的过程中，下列说法正与木块一起共同摆到最大高度的过程中，下列说法正确的是
15、确的是A、子弹的机械能守恒。、子弹的机械能守恒。B、木块的机械能守恒。、木块的机械能守恒。C、子弹和木块的总机械能守恒。、子弹和木块的总机械能守恒。D、以上说法都不对、以上说法都不对D1、子弹射中木块的过程机械能不守恒、子弹射中木块的过程机械能不守恒2、整体从最低位置摆到最高位置的过程机械能守恒、整体从最低位置摆到最高位置的过程机械能守恒应用：课本例题课本例题把一个小球用细把一个小球用细绳悬挂起来，就绳悬挂起来，就成为一个摆，摆成为一个摆，摆长为长为l，最大偏，最大偏角为角为。小球运。小球运动到最低位置时动到最低位置时的速度是多大？的速度是多大？OBAlGFT小结小结小结小结 应用机械能守恒定
16、律解题，应用机械能守恒定律解题，应用机械能守恒定律解题，应用机械能守恒定律解题，只需只需只需只需考虑过程的考虑过程的考虑过程的考虑过程的初、末状态初、末状态初、末状态初、末状态，不必不必不必不必考虑两个状态间过程的细节，考虑两个状态间过程的细节，考虑两个状态间过程的细节，考虑两个状态间过程的细节，这是它的优点。这是它的优点。这是它的优点。这是它的优点。机械能（机械能（机械能（机械能（E=EE=EK K+E+EP P）守恒定律：）守恒定律：）守恒定律：）守恒定律：（1 1 1 1）内容：在只有重力或弹力做功的物体）内容：在只有重力或弹力做功的物体）内容：在只有重力或弹力做功的物体）内容：在只有重
17、力或弹力做功的物体系统内，物体的系统内，物体的系统内，物体的系统内，物体的动能动能动能动能和和和和势能势能势能势能可以相互转化，可以相互转化，可以相互转化，可以相互转化，而总的机械能保持不变。而总的机械能保持不变。而总的机械能保持不变。而总的机械能保持不变。（2 2 2 2）表达式：）表达式：）表达式：）表达式：EK2+EP2=EK1+EP1E减减=E增增mgh2+mv22/2=mgh1+mv12/2（3 3 3 3）条件：）条件：）条件：）条件：只有重力、弹力做功只有重力、弹力做功知识回顾小结：应用机械能守恒定律的解题步骤(1)(1)确定确定研究对象研究对象(2)(2)对研究对象进行正确的对研究对象进行正确的受力分析受力分析(3)(3)判定各个力是否做功，并判定各个力是否做功，并分析分析是否符合机械能守恒的条件是否符合机械能守恒的条件(4)(4)视解题方便选取零势能参考平视解题方便选取零势能参考平面，并确定研究对象在面，并确定研究对象在始、末状态始、末状态时的机械能时的机械能。(5)(5)根据机械能守恒定律根据机械能守恒定律列出方程，列出方程，或或再辅之以其他方程，进行求解。再辅之以其他方程，进行求解。