8机械能守恒定律
8.机械能守恒定律
核心素养培养目标 胲心素养形成脉络 1知道什么是机械能理解物 体动能和势能的相互转化。 2理解机械能守恒定律体会 动能、势能转化—总量不变 机械 守恒观念对认识物理规律的|能守械能N交角度 恒定 重要性。 律 能量角度 与动能定理的联系 3能用机械能守恒定律分析 有关问题
核心素养培养目标 核心素养形成脉络 1.知道什么是机械能,理解物 体动能和势能的相互转化。 2.理解机械能守恒定律,体会 守恒观念对认识物理规律的 重要性。 3.能用机械能守恒定律分析 有关问题
自主梳理自我检测 、动能与势能的相互转化 1物体自由下落或沿光滑斜面下落时重力势能减少了减少的重 力势能转化成了 2.具有一定速度的物体由于惯性在空中竖直上升或沿光滑斜面 上滑,动能减少了 增加了。减少的动能转化为 3弹弓射出弹丸弹簧枪将“子弹”射出推开的弹簧门自动关闭等, 弹性势能减少减少的弹性势能分别转化为弹丸、“子弹”、门的 二、机械能 1机械能是和包括重力势能和弹性势能)的统称通过 重力或弹力做功机械能可以从一种形式龙另一种形式。 2机械能是状态量是量没有方向但有正负之分
自主梳理 自我检测 一、动能与势能的相互转化 1.物体自由下落或沿光滑斜面下落时,重力势能减少了,减少的重 力势能转化成了动能。 2.具有一定速度的物体,由于惯性在空中竖直上升或沿光滑斜面 上滑,动能减少了,重力势能增加了。减少的动能转化为重力势能。 3.弹弓射出弹丸,弹簧枪将“子弹”射出,推开的弹簧门自动关闭等, 弹性势能减少,减少的弹性势能分别转化为弹丸、“子弹”、门的 动能。 二、机械能 1.机械能是动能和势能(包括重力势能和弹性势能)的统称,通过 重力或弹力做功,机械能可以从一种形式转化成另一种形式。 2.机械能是状态量,是标量,没有方向但有正负之分
自主梳理自我检测 三、机械能守恒定律 A B 1推导在图中物体在某一时刻处在位置,这时它的动能是E,重力 势能是En,总机械能是E1=E+En经过一段时间后物体运动到另 位置B这时它的动能是E2重力势能是E2总机械能是E2=E2+En忽 略运动过程中物体受到的阻力。由动能定理知WG 根据重力的功与重力势能的关系有WG 从以上两式可得E2-Ex=EE2则E2+En 即E2=E0 2内容在只有或故功的物体系统内,动能与势能可以相互 转化,而总的机械能 3守恒定律表达式E2+E2=E1+E1即_E1
自主梳理 自我检测 三、机械能守恒定律 1.推导:在图中,物体在某一时刻处在位置A,这时它的动能是Ek1,重力 势能是Ep1,总机械能是E1=Ek1+Ep1。经过一段时间后,物体运动到另一 位置B,这时它的动能是Ek2,重力势能是Ep2,总机械能是E2=Ek2+Ep2,忽 略运动过程中物体受到的阻力。由动能定理知,WG=Ek2-Ek1。 根据重力的功与重力势能的关系有WG=Ep1-Ep2。 从以上两式可得Ek2-Ek1=Ep1-Ep2,则Ek2+Ep2=Ek1+Ep1,即E2=E1。 2.内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互 转化,而总的机械能保持不变。 3.守恒定律表达式:Ek2+Ep2=Ek1+Ep1,即E2=E1
自主梳理自我检测 1正误辩析 (1)动能增加时重力一定做正功。( 解析动能增加说明合力做正功重力不一定做正功。 答案:x (2)重力势能增加时动能一定减少。( 解析重力势能增加,重力做负功,若还有其他力做功,动能不一定 减少 答案x (3机械能只包括动能和重力势能。( 答案x
自主梳理 自我检测 1.正误辨析 (1)动能增加时,重力一定做正功。( ) 解析:动能增加,说明合力做正功,重力不一定做正功。 答案:× (2)重力势能增加时,动能一定减少。( ) 解析:重力势能增加,重力做负功,若还有其他力做功,动能不一定 减少。 答案:× (3)机械能只包括动能和重力势能。( ) 答案:×
自主梳理自我检测 (4合力做功为零物体的机械能一定守恒。 解析合力做功为零物体的机械能不一定守恒,如物体沿斜面匀 速下滑时物体的机械能就减少。 答案x (5只有重力做功物体的机械能一定守恒。 答案
自主梳理 自我检测 (4)合力做功为零,物体的机械能一定守恒。( ) 解析:合力做功为零,物体的机械能不一定守恒,如物体沿斜面匀 速下滑时,物体的机械能就减少。 答案:× (5)只有重力做功,物体的机械能一定守恒。( ) 答案:√
自主梳理自我检测 2.下列对机械能守恒定律的理解正确的是( A物体除受重力、弹力外还受其他力,机械能一定不守恒 B合力为零物体的机械能一定守恒 C在机械能守恒过程中的任意两点物体的机械能总相等 D在机械能守恒过程中只有初末位置的机械能才相等 解析选项A中,若其他力不做功,则机械能守恒选项A错误;合力 为零,可能存在重力、弹力以外的力做功机械能不一定守恒,选项B 错误,在机械能守恒过程中的任意两点物体的机械能总相等,并非 只有初末位置的机械能才相等选项C正确、D错误。 答案C
自主梳理 自我检测 2.下列对机械能守恒定律的理解正确的是( ) A.物体除受重力、弹力外还受其他力,机械能一定不守恒 B.合力为零,物体的机械能一定守恒 C.在机械能守恒过程中的任意两点,物体的机械能总相等 D.在机械能守恒过程中,只有初末位置的机械能才相等 解析:选项A中,若其他力不做功,则机械能守恒,选项A错误;合力 为零,可能存在重力、弹力以外的力做功,机械能不一定守恒,选项B 错误;在机械能守恒过程中的任意两点,物体的机械能总相等,并非 只有初末位置的机械能才相等,选项C正确、D错误。 答案:C
探究二随堂检测 对机械能守恒定律的理解 情景导引 如图所示小球抛出后在空中运动(不计空气阻力)的过程机械能 守恒吗降落伞在空中匀速下落时机械能守恒吗? 要点提示判断物体机械能是否守恒依据是只有重力或弹力做功。 小球抛出后,只受重力作用机械能守恒降落伞除了重力做功外还 有阻力做功机械能不守恒
探究一 探究二 情景导引 如图所示,小球抛出后在空中运动(不计空气阻力)的过程机械能 守恒吗?降落伞在空中匀速下落时机械能守恒吗? 要点提示判断物体机械能是否守恒,依据是只有重力或弹力做功。 小球抛出后,只受重力作用,机械能守恒;降落伞除了重力做功外,还 有阻力做功,机械能不守恒。 对机械能守恒定律的理解 随堂检测
探究二随堂检测 知识归纳 1对机械能守恒条件的理解 (1)从能量转化看 系统只有动能和势能相互转化无其他形式能相互转化则系统 机械能守恒。 (2)从做功特点看 ①只受重力(或弹簧弹力)作用如做抛体运动的物体。 ②除重力(或弹簧弹力)外还受其他力的作用,但其他力不做功。 ③除重力(或弹簧弹力)外受到其他力的作用,但其他力做功的代 数和为零
探究一 探究二 知识归纳 1.对机械能守恒条件的理解 (1)从能量转化看: 系统只有动能和势能相互转化,无其他形式能相互转化,则系统 机械能守恒。 (2)从做功特点看: ①只受重力(或弹簧弹力)作用,如做抛体运动的物体。 ②除重力(或弹簧弹力)外,还受其他力的作用,但其他力不做功。 ③除重力(或弹簧弹力)外,受到其他力的作用,但其他力做功的代 数和为零。 随堂检测
探究二随堂检测 2判断机械能是否守恒的方法 (械能定义判断法分析动能与势能之和是否变化。 (2)做功条件分析法若物体系统内只有重力和弹力做功其他力 均不做功则系统的机械能守恒。 (3)能量转化分析法若系统内物体问只有动能和重力势能及弹性 势能的相互转化系统跟外界没有发生杋械能的传递机械能也没 有转变成其他形式的能(如没有內能增加),则系统的机械能守恒。 画龙点睛1“守恒”是一个动态概念指在动能和势能相互转化的 整个过程中的任何时刻、任何位置,系统的机械能总量总保持不变。 2机械能守恒的条件不是合力做的功等于零,也不是合力等于零
探究一 探究二 2.判断机械能是否守恒的方法 (1)机械能定义判断法:分析动能与势能之和是否变化。 (2)做功条件分析法:若物体系统内只有重力和弹力做功,其他力 均不做功,则系统的机械能守恒。 (3)能量转化分析法:若系统内物体间只有动能和重力势能及弹性 势能的相互转化,系统跟外界没有发生机械能的传递,机械能也没 有转变成其他形式的能(如没有内能增加),则系统的机械能守恒。 画龙点睛 1.“守恒”是一个动态概念,指在动能和势能相互转化的 整个过程中的任何时刻、任何位置,系统的机械能总量总保持不变。 2.机械能守恒的条件不是合力做的功等于零,也不是合力等于零。 随堂检测