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1、4 机械能守恒定律第八章 机械能守恒定律导入新课观看视频：有趣的单摆实验观看了体现物理之美的单摆运动，请思考：1、单摆能够长时间的摆动而不易停下来的原因？2、单摆在摆动的过程中基本上能够重复上一次的摆动过程，猜想这里边的守恒量是什么？3、摆动过程中有哪些能量形式？相互之间如何转化？导入新课阻力非常小能量动能、重力势能相互转化（一）追寻守恒量1、物理规律的最简单形式之一是表现为什么？2、体会伽利略理想斜面实验中的守恒量。伽利略理想斜面实验中哪个量是守恒？交流讨论守恒能量（二）动能与势能的相互转化观察图片,思考并讨论以上各个实例中，存在哪些形式的能量？互相之间是怎样转化的？三峡工程水力发电过山车蹦
2、极（二）动能与势能的相互转化观看视频：分析骨牌能够倾倒的原因？前一块倾倒时的动能碰到后一块和重力势能一起再转化成动能梳理深化 机械能(1)定义：重力势能、弹性势能和动能的总称，表达式为：EEkEp。(2)动能与势能的相互转化：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（二）动能与势能的相互转化巩固提升例1、随着人类能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量的利用率，是人类所面临的一项重要任务，右图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度。明珠号列车为什么在站台上要设置一个小小的坡度？（二）动能与势能的相互转化进站前关闭发动机，机车凭惯性上坡，动能变成势能储
3、存起来，出站时下坡，势能变成动能，节省了能源。车站车站（三）机械能守恒定律交流与讨论1、质量为m的小球从静止开始自由下落，设在下落过程中经A、B两位置时高度分别为h1和h2，速度分别为v1和v2，试通过计算来比较小球分别在A、B两个位置的机械能大小有什么关系？h h11v v11v v22mmh h22AABB（三）机械能守恒定律小球在A处的机械能：小球在B处的机械能：A到B过程中由动能定理得：下落过程中只有重力做功：WGEPAEPB=mgh1-mgh2可得：即（三）机械能守恒定律2、质量为m的小球从静止开始下落，下落过程中受到空气阻力的作用，设在下落过程中经A、B两位置时高度分别为h1和h2
4、，速度分别为v1和v2，试通过计算来比较小球分别在A、B两个位置的机械能大小有什么关系？空气阻力做负功，机械能减小h h11v v11v v22mmh h22AABB（三）机械能守恒定律3、质量为m的小球在光滑斜面上由静止开始下滑，设在下滑过程中经A、B两位置时高度分别为h1和h2，速度分别为v1和v2，试通过计算来比较小球分别在A、B两个位置的机械能大小有什么关系？（三）机械能守恒定律小球在A处的机械能：小球在B处的机械能：A到B过程中由动能定理得：下滑过程中只有重力做功：WGEPAEPB=mgh1-mgh2可得：即（三）机械能守恒定律4、质量为m的小球在粗糙斜面上由静止开始下滑，设在下滑过
5、程中经A、B两位置时高度分别为h1和h2，速度分别为v1和v2，试通过计算来比较小球分别在A、B两个位置的机械能大小有什么关系？摩擦力对物体做负功，机械能减小（三）机械能守恒定律 5、在光滑水平面上固定一轻弹簧，质量为m的小球以速度v向弹簧方向运动，并压缩弹簧，然后被弹簧反弹并离开弹簧。在此过程中1、压缩弹簧的过程中，有哪些力在做功？对应什么形式的能发生了改变？2、小球压缩弹簧至最短时，小球的动能试多少？变化的动能发生了怎样的转化？3、此过程中动能和弹性势能的总量怎么样？弹力；弹性势能零、全部转化为弹性势能保持不变梳理深化 机械能守恒定律1、内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和
6、势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。2、表达式：mgh2+mv22=mgh1+mv12 或者：EP减=EK增 3、条件：只有重力、弹力做功 或者 只发生动能和势能间的相互转化（三）机械能守恒定律4、应用步骤（1）确定研究对象(物体或系统)及研究的过程。（2）对研究对象进行受力分析，弄清各力在研究过程中的做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件。（3）选取参考平面，确定研究对象在过程中的初始状态和末状态的机械能(包括动能和势能)。（4）根据机械能守恒定律列方程，进行求解。（三）机械能守恒定律巩固提升例2、(多选)关于机械能守恒，下列说法中正确的是()A.物体做匀速运动，其机械能可能不守恒B.物
7、体所受合力不为零，其机械能一定不守恒C.物体所受合力为零，其机械能一定守恒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AD（三）机械能守恒定律例3、(多选)如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上。若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则下列选项正确的是()A.物体落到海平面时的势能为mghB.重力对物体做的功为mghC.物体在海平面上的动能为mv02mghD.物体在海平面上的机械能为mv02（三）机械能守恒定律BCD解析：若以地面为参考平面，物体落到海平面时的势能为mgh，A选项错误；此过程重力做正功，做功的数值为mgh，B选
8、项正确；不计空气阻力，只有重力做功，所以机械能守恒，有mv02mghEk，在海平面上的动能为Ekmv02mgh，C选项正确；在地面处的机械能为mv02，因此在海平面上的机械能也为mv02，D选项正确（三）机械能守恒定律（三）机械能守恒定律例4、如图所示，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，经3.0 s落到斜坡上的A点已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角37，运动员的质量m50 kg.不计空气阻力。(取sin 370.60，cos 370.80，g取10 m/s2)求：(1)A点与O点的距离L；(2)运动员离开O点时的速度大小；(3)运动员落到A点时的动能（三）机械能守恒定律解：
9、(1)运动员在竖直方向做自由落体运动，有A点与O点的距离(2)设运动员离开O点时的速度为v0，运动员在水平方向做匀速直线运动，即Lcos 37v0t解得(3)根据机械能守恒，取A点为重力势能零点，运动员落到A点时的动能为课堂小结小结 1 2机械能的定义动能和重力势能的转化机械能守恒定律的内容机械能守恒定律表达式机械能守恒的条件机械能守恒定律的应用步骤机械能守恒定律的建立过程 在对钟摆的研究中，惠更斯注意到这样一个事实：“即使除去空气和其他阻力之后，运动中摆的重心在下降和上升之时，必定是描出了相等的弧。”他的这个见解正是对伽利略早年关于“物体下落所能达到的速度使之跳回原来的高度而不会更高”这一原
10、理在重心问题上的应用。虽然他们这种见解都还只是表观的，但为建立机械能守恒定律奠定了基础。课外拓展1666 年，刚成立不久的英国皇家学会在其例会上，曾提出要求物理学家研究一下当时尚属空白的碰撞现象。到了 1668 年前后，惠更斯和其他两位科学家对碰撞现象作出了比较正确的解释。惠更斯认为在这种碰撞(弹性碰撞)中除了动量守恒以外，还有另一个物理量，即当时称之为“活力”的 mv2，也是守恒的。课外拓展 莱布尼茨最早引进了“活力”概念，认为宇宙中“活力守恒”，并且发现力和路程的乘积与活力的变化成正比。直到科里奥利用mv2代替mv2 之后，莱布尼茨的发现才得到准确的表述：所作的功等于动能的增加。1738 年，D伯努利在他的流体力学中引入了“势函数”这一概念，提出了实际的下降和位势的升高的等同原理。他把这一思想用于理想流体的运动，得出了著名的伯努利方程。这一系列发现，已经突破了“活力守恒”的局限，非常接近于后来所说的机械能守恒原理。课外拓展 感谢观看，你今天收获了什么？