2.7 机械能守恒定律学习目标核心凝炼1.知道什么是机械能,知道物体的动能和势能可以相互转化。1 个定律——机械能守恒定律1 个条件——机械能守恒条件2.会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒,理解机械能守恒定律的内容,知道它的含义和适用条件。3.在具体问题中,能判定机械能是否守恒,并能应用机械能守恒定律解决简单问题。一、动能与势能的相互转化[观图助学](1)如图甲是滚摆及其运动的示意图,滚摆在上升过程中,重力做功情况如何?其动能与势能怎样变化?在下降过程中呢?(2)如图乙所示,在光滑水平面上,弹簧左端固定,右端连接物体,弹簧被压缩到一定程度释放物体,在弹簧恢复到原长的过程中,弹力做功情况如何?弹性势能、物体的动能如何变化?物体以后运动过程中呢?1.重力势能与动能:只有重力做功时,若重力对物体做正功,则物体的重力势能减少,动能增加,重力势能转化成了动能;若重力做负功,则动能转化为重力势能。2.弹性势能与动能:只有弹簧弹力做功时,若弹力做正功,则弹簧弹性势能减少,物体的动能增加,弹性势能转化为动能。3.机械能:重力势能、弹性势能和动能的统称,表达式为 E=Ek+Ep。[理解概念] 判断下列说法是否正确。 (1)通过重力做功,动能和重力势能可以相互转化。(√)(2)通过弹力做功,动能和弹性势能可以相互转化。(√)(3)物体的机械能一定是正值。(×)(4)通过重力或弹力做功,机械能可以转化为其它能。(×)二、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,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。2.表达式:Ek2+Ep2=Ek1+ E p1,即 E2=E1。[理解概念]判断下列说法是否正确。(1)物体所受的合力为零,物体的机械能一定守恒。(×)(2)合力做功为零,物体的机械能一定守恒。(×)(3)人乘电梯匀速上升的过程,机械能守恒。(×)(4)不计空气阻力及摩擦力时,滚摆在运动过程中机械能守恒。(√) 机械能守恒条件的理解[观察探究]如图 1 所示,过山车由高处在关闭发动机的情况下飞奔而下。(忽略轨道的阻力和其他阻力)图 1过山车下滑时,过山车受哪些力作用?各做什么功?动能和势能怎么变化?机械能守恒吗?答案 过山车下滑时,如果忽略阻力作用,过山车受重力和轨道支持力作用;重力做正功支持力不做功,动能增加,重力势能减少,机械能保持不变。[探究归纳] 1.对守恒条件的理解系统内部只有重力或弹力做功,没有摩擦力和其他内力(如炸弹爆炸时化学物质的作用力等)...