第三节+机械能守恒定律及其应用（教学课件）-【中职专用】高中物理同步课堂（高教版）

物理第三节

机械能守恒定律及其应用主题二

功和能通用类三峡大坝为什么会有如此巨大的发电量呢？第三节机械能守恒定律及其应用势能机械能守恒定律1201PART01势能

如右图所示，建筑工地上，可以看见打夯机将重锤高高吊起，然后释放，下落的重锤将地基夯结实。一、势能

被举高的重锤具有对地面做功的本领，因此说它具有某种能量。在物理学中，把地球表面附近的物体由于被举高而具有的能量，称为重力势能。

本实验采用的实验方法是

法，每一步骤都采用了

法。【思维与方法】一、势能【实例分析】

落到沙坑中的铁球，高度不同，铁球质量不同，铁球的落地情况的影响。

一）重力势能1.定义物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。2.大小hFvG.

如图所示，把一质量为m的物体从地面匀速举高到高度h处，外力F做的功为W=mgh。以地面处为零势能面，以Ep

表示物体在高度h处的重力势能，根据功能关系有

则物体在高度h处的重力势能为3.重力势能具有相对性

因为高度是一个相对量，所以重力势能也是一个相对量，因此，重力势能具有相对性。要确定物体在某位置处的重力势能，必须选定一个零势能面。4.重力做功与重力势能的关系h2h1G

当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功。

当物体由低处运动到高处时，重力做负功，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力所做的功。

解：物体由

A→B→D，重力做的功为

物体由

A→C→D，重力做的功为

【例1】如图所示，质量为m的物体沿ABD、ACD、AD

三条不同的路径，从高度为h1

的A点运动到高度为h2的D点，求重力做的功各是多少？ADGh1h2CBh

物体由

A→D，重力做的功为

对一定质量的物体来说，物体沿任何路径运动，重力对物体所做的功都只跟起点和终点的位置有关，而与物体运动路径无关。5.重力做功特点

由于物体发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。

二）、弹性势能

被拉伸或压缩的弹簧、拉弯了的弓、击球的网球拍、撑竿跳运动员手中弯曲的跳竿等等，在它们恢复原状的时候都能对外界做功，因此，都具有弹性势能。

三）、势能

当物体间以引力、斥力或弹力等相互作用时，由物体间相对位置决定的能量，都叫做势能。

重力势能和弹性势能都是势能。我们还将在热学中学习分子势能，在电学中学习电势能等。瀑布也具有重力势能02PART01机械能守恒定律

【观察与体验】

观察动能与重力势能的相互转化用细线将小球悬挂起来，把小球拉到一定高度的初始点A，然后由静止开始释放，小球就会经过最低点O，摆到另一端的最高点B，如右图所示。二、机械能守恒定律如果在小球摆到最低点O时，将细线在中间的某一点挡住，小球则会以该点为圆心，摆到一个新的最高点C，如右图所示。1.机械能相互转化2.机械能守恒定律

与物体的机械运动有关的能称之为机械能。动能和势能统称为机械能。

如图所示，小球在运动过程中，重力势能和动能不断转化。

如图所示，质量为m的物体，从高处自由下落，当它位于A点时的机械能为Ghv11A*

如果Flash动画无法正常显示，请点击这里二、机械能守恒定律

当物体下落到B点时的机械能为Ghv11A

hv22B

从A到B，重力做的功为所以

在只有重力做功的条件下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。这个结论叫做机械能守恒定律。

机械能守恒定律是力学中的一个重要规律，也是能量守恒定律的一种形式。3、机械能守恒定律的条件

（1）在只受重力做功的条件下，物体的机械能守恒。

（2）物体在只有弹力做功的情况下，只发生动能和弹性势能之间的相互转化，物体的机械能也守恒。*

如果Flash动画无法正常显示，请点击这里

光滑水平面上，一个小球撞向一个一端固定的弹簧，弹簧被压缩后，又把小球弹开，如右图所示。在此过程中，若只有弹簧的弹力做功，则小球的动能与弹簧的弹性势能发生了相互转化，动能与弹性势能之和保持不变。二、机械能守恒定律

【例1】以9.8m/s的初速度竖直上抛质量为200g的小球，不计空气阻力，求:（1）此球所能达到最大高度

;（2）当它达到最大高度一半时，它的动能和重力势能各是多少？

分析：小球在竖直上升过程中，不计空气阻力，小球只受重力作用，所以机械能守恒。Ghv=0

hv11

小球在竖直上升过程中，其动能减少，重力势能增加，动能转化为重力势能。当小球的动能全部转化为重力势能时,小球不能再升高了，这时小球所在的高度h，就是它所能达到的最大高度。

到达最大高度时的机械能为

（2）当小球达到最大高度一半时，它的重力势能是

此时小球的动能为

根据机械能守恒定律有

解:（1）取抛出点为零势能面。

抛出点的机械能为1.根据题意，选取研究对象。2.分析研究对象在运动过程中所受各个力的做功情况，判断是否符合机械能守恒定律的条件。3.若符合定律成立的条件，先要选取合适的零势能面，确定研究对象在运动过程中的初、末状态的机械能值。4.根据机械能守恒定律列出方程，并代入数值求解。

4、解题要点

运用守恒原理是物理学研究中一种重要的科学方法，在判断出物体在某运动或变化过程中某一物理量守恒以后，可以只关注物体在该过程的始、末状态，从而使问题的研究过程大为简化。【思维与方法】

守恒原理

物理学中，除了机械能守恒，还有能量守恒、动量守恒、动能守恒、质量守恒、电荷量守恒等规律。二、机械能守恒定律