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(共17張PPT)
8.4機(jī)械能守恒定律（第1課時(shí)）
1.能說(shuō)出物體的動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化情況;
2. 會(huì)推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式;3. 記住并理解機(jī)械能守恒的條件;4. 能夠運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題，會(huì)規(guī)范書寫解題過(guò)程。
思考：前面學(xué)習(xí)了哪幾種形式的能量？表達(dá)式是什么？分別對(duì)應(yīng)什么力做功？
知識(shí)回顧
課堂檢測(cè)
機(jī)械能守恒定律
動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化
能 表達(dá)式 功能關(guān)系
重力勢(shì)能EP
WG=EP1-EP2 =-△EP
EP=mgh
彈性勢(shì)能EP
W彈=EP1-EP2 = -△EP
動(dòng)能Ek
W合=Ek2-Ek1 =△Ek
伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)ABhh'1.追尋守恒量αβ現(xiàn)象：在沒(méi)有空氣阻力和摩擦力時(shí)，無(wú)論斜面B陡一些，還是緩一些，小球總能到達(dá)斜面B上與釋放點(diǎn)等高的位置.　實(shí)驗(yàn)表明斜面上的小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中好像“記得”自己起始的高度（或與高度相關(guān)的某個(gè)量）。結(jié)論：小球在運(yùn)動(dòng)中“某個(gè)量是守恒的”把這個(gè)量叫做能量或能。課堂檢測(cè)機(jī)械能守恒定律動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化任務(wù)一：閱讀教材后回答問(wèn)題。——重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
2.動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化
——?jiǎng)幽苻D(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。
結(jié)論1: 只有重力做功時(shí)，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化。
課堂檢測(cè)
機(jī)械能守恒定律
動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化
單擺：
問(wèn)題1：下列實(shí)例中動(dòng)能，重力勢(shì)能，彈性勢(shì)能之間如何轉(zhuǎn)化？
A→B：
B→C：
A
C
B
重力做正功，
重力勢(shì)能減少，
動(dòng)能增加，
重力做負(fù)功，
重力勢(shì)能增加，
動(dòng)能減小
彈簧+小球課堂檢測(cè)機(jī)械能守恒定律動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化——?jiǎng)幽苻D(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能。結(jié)論2：只有彈力做功時(shí)，物體的動(dòng)能與彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化。AOBO點(diǎn)為彈簧原長(zhǎng)處，阻力不計(jì)問(wèn)題1：分析下列實(shí)例中動(dòng)能，重力勢(shì)能，彈性勢(shì)能之間如何轉(zhuǎn)化？B-O過(guò)程中:O-A過(guò)程中:2.動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化連接彈簧的小球套在光滑水平桿上運(yùn)動(dòng)。彈力做正功，彈性勢(shì)能減少，動(dòng)能增加——彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加，動(dòng)能減少二、動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化
3.機(jī)械能
(1)定義：重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能與動(dòng)能都是機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的能量形式，統(tǒng)稱為機(jī)械能。通過(guò)重力或彈力做功，機(jī)械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式。
課堂檢測(cè)
機(jī)械能守恒定律
動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化
（2）表達(dá)式：
(3)機(jī)械能的相對(duì)性：
重力勢(shì)能通常選地面為零勢(shì)能面。
彈簧的彈性勢(shì)能以原長(zhǎng)處為零勢(shì)能點(diǎn)。
問(wèn)題2：物體勢(shì)能與動(dòng)能間轉(zhuǎn)化的原因是什么？轉(zhuǎn)化過(guò)程中機(jī)械能怎么變化呢 （從做功角度分析）
重力勢(shì)能
彈性勢(shì)能
動(dòng)能
勢(shì)能
機(jī)械能
（4）標(biāo)矢：標(biāo)量
展示1：落體運(yùn)動(dòng)（選地面為參考面）課堂檢測(cè)機(jī)械能守恒定律動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化在只有重力做功時(shí)，在A，B兩點(diǎn)的機(jī)械能守恒展示2：曲線運(yùn)動(dòng)
一個(gè)物體沿著光滑的曲面滑下，在A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為Ek1，重力勢(shì)能為Ep1 ；在B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為Ek2，重力勢(shì)能為Ep2 。試判斷物體在A點(diǎn)的機(jī)械能E1和在B點(diǎn)的機(jī)械能E2的關(guān)系。
由動(dòng)能定理：
G
FN
只有重力作功的情況下，物體的機(jī)械能總量保持不變。
課堂檢測(cè)
機(jī)械能守恒定律
動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化
A點(diǎn)：
B點(diǎn)：
功能關(guān)系：
功能關(guān)系：
聯(lián)立變形：
【結(jié)論】只有彈力做功的系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與彈性勢(shì)能互相轉(zhuǎn)化時(shí)總的機(jī)械能保持不變。
動(dòng)能定理：
如圖，光滑小球套在水平桿上運(yùn)動(dòng)，C為原長(zhǎng)處，從A到B過(guò)程中分析能量的變化，判定彈簧和小球系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒。
課堂檢測(cè)
機(jī)械能守恒定律
動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化
1.內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。
2.表達(dá)式：
守恒觀點(diǎn)
轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)
轉(zhuǎn)移觀點(diǎn)
或 ΔEk減=ΔEp增
或 ΔEA減=ΔEB增
（3）ΔEA=-ΔEB
（2）ΔEk= -ΔEp
（1）EK2+EP2=EK1+EP1 即 E2=E1
二、機(jī)械能守恒定律
課堂檢測(cè)
機(jī)械能守恒定律
動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化
3.守恒條件：物體系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力做功(其他力不做功)，機(jī)械能守恒。（此處彈力高中階段特指彈簧類彈力）
對(duì)守恒條件的理解：
①系統(tǒng)不受外力。
②系統(tǒng)受其他力，而其他力不做功，只有重力（彈力）做功；
③系統(tǒng)受外力，除重力（彈力）以外的力也做功，但外力做功的代數(shù)和為零。
課堂檢測(cè)
機(jī)械能守恒定律
動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化
4. 判斷機(jī)械能是否守恒的方法
(1)用做功來(lái)分析：分析物體或物體系統(tǒng)的受力情況(包括內(nèi)力和外力)，明確各力做功的情況，若對(duì)物體或系統(tǒng)只有重力或彈力做功，沒(méi)有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零，則物體或物體系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。
(2)用能量轉(zhuǎn)化來(lái)分析：若物體系統(tǒng)中只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)跟外界沒(méi)有發(fā)生機(jī)械能的傳遞，機(jī)械能也沒(méi)有轉(zhuǎn)化成其他形式的能(如內(nèi)能)，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．
(3)用增減情況分析：若物體系統(tǒng)的動(dòng)能與勢(shì)能均增加，則系統(tǒng)機(jī)械能不守恒；若系統(tǒng)的動(dòng)能不變，而勢(shì)能發(fā)生了變化，或系統(tǒng)的勢(shì)能不變，而動(dòng)能發(fā)生了變化，則系統(tǒng)機(jī)械能不守恒。
課堂檢測(cè)
機(jī)械能守恒定律
動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化
課堂檢測(cè)
機(jī)械能守恒定律
動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化
任務(wù)三：完成下列課堂練習(xí)，會(huì)用機(jī)械能守恒定律解題。
試判斷下列各運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能是否守恒(均不計(jì)空氣阻力和摩擦阻力)
1. 拋出的手榴彈的運(yùn)動(dòng)
2. 細(xì)繩拴著小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
3. 手拉著一物體沿斜面勻速上滑
4. 套在光滑圓環(huán)上的小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)
5. 起重機(jī)吊起一物體
6. 自由下落的小球壓縮彈簧后又被彈回
7. 彈簧下吊一小球上下振動(dòng)
8. 蹦極
9. 關(guān)閉了動(dòng)力的過(guò)山車的運(yùn)動(dòng)
10. 導(dǎo)彈在空中爆炸
√
√
×
√
×
×
√
√
√
√
課堂檢測(cè)
機(jī)械能守恒定律
動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化
1.功與能的關(guān)系：功是能量轉(zhuǎn)化的量度。某種力做功往往與某一種具體形式的能量轉(zhuǎn)化相聯(lián)系，做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化。
功 能量轉(zhuǎn)化 關(guān)系式
重力做功 重力勢(shì)能的改變 WG＝－ΔEp
彈力做功 彈性勢(shì)能的改變 W彈＝－ΔEp
合外力做功 動(dòng)能的改變 W合＝ΔEk
除重力、系統(tǒng)內(nèi)彈力以外的其他力做功 機(jī)械能的改變 W＝ΔE機(jī)
兩物體間滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體系統(tǒng)做功 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 f x相對(duì)＝Q
三.功能關(guān)系的理解與應(yīng)用
2.具體功能關(guān)系如下表：
課堂檢測(cè)
機(jī)械能守恒定律
動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化
【例題】把一個(gè)小球用細(xì)線懸掛起來(lái)，就成為一個(gè)擺（如圖），擺長(zhǎng)為l ，最大偏角為θ。如果阻力可以忽略，小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)的速度大小是多少？
解：從最高點(diǎn)至最低點(diǎn)過(guò)程，系統(tǒng)只有重力做功，機(jī)械能守恒，取最低位置所在平面為參考平面。
θ
Ep=0
在最高點(diǎn): Ek1＝0， Ep1＝mg（l － l cos θ）
在最低點(diǎn): ，Ep2＝0，
由機(jī)械能守恒，有：
Ek2＋Ep2 ＝ Ek1＋Ep1
l
課堂檢測(cè)
機(jī)械能守恒定律
動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化
應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟
1.確定研究對(duì)象；
2.選取過(guò)程：受力和做功情況分析；
3.判定機(jī)械能是否守恒；
4.選取零勢(shì)能參考平面，并確定始、末狀態(tài)的機(jī)械能；
5.根據(jù)機(jī)械能守恒定律列出方程，或再輔之以其他方程，進(jìn)行求解。
在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。
內(nèi)容：
表達(dá)式：
適用條件：
只有重力做功或彈力做功
課堂檢測(cè)
機(jī)械能守恒定律
動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化
小結(jié)
完成課堂檢測(cè)題

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