机械能守恒定律PPT演示课件

7.8机械能守恒定律,知识回顾,1、动能:物体由于运动而具有的能。,2、重力势能:地球上的物体由于被举高而具有的能。,3、弹性势能:发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能。,4、动能定理：所有外力对物体做的总功等于物体动能的变化。,5、重力做功与重力势能变化的关系：重力做的功 等于物体重力势能的减少量。 弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系：弹簧弹 力做功等于弹簧弹性势能的减少量。,生活中的现象,某些汽车或列车站的站台都设计有一个小的坡度。这是为什么？,进站前关闭发动机，机车凭惯性上坡，动能变成势能储存起来，出站时下坡，势能变成动能，节省了能源。,生活中的现象,一、动能与势能的相互转化,物体动能、重力势能和弹性势能的总和叫机械能。机械能是标量，具有相对性：先选取参考平面和参考系才能确定机械能。（一般选地面为参考系）,通过重力或弹力做功，动能与势能可以相互转化。,猜想：机械能的总量是否保持不变?,物体质量m=2kg在距地面10m高处，以10m/s的水平速度飞行，求它的总机械能为多少？（g=10m/s2),随堂练习,质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1的A点时速度为v1，下落至高度h2的B点处速度为v2，不计空气阻力，取地面为参考平面，试写出物体在A点时的机械能和B点时的机械能，并找到这两个机械能之间的数量关系。,二、机械能守恒定律,A点机械能,B点机械能,动能定理（从A到B过程）,重力做的功（从A到B过程）,质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1的A点时速度为v1，下落至高度h2的B点处速度为v2，不计空气阻力，取地面为参考平面，试写出物体在A点时的机械能和B点时的机械能，并找到这两个机械能之间的数量关系。,二、机械能守恒定律,在只有重力做功的物体系内，动能和重力势能都发生了变化，但机械能的总量保持不变。,一般性的探讨,系统只有重力或弹力做功时： W合=W,二、机械能守恒定律,在只有重力或弹力做功的物体系内，动能和势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。,二、机械能守恒定律,在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。,内容：,表达式：,适用条件：,只有重力做功或弹力做功,注：此处弹力高中阶段特指弹簧类弹力,内容：在只有重力或弹力做功的系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。,即：只有动能与重力势能、弹性势能相互转化，没有其他任何能量（内能、电能、化学能等）参与,只有重力（弹力）做功包括：（判定条件）只受重力，不受其他力除重力以外还有其它力，但其它力都不做功,是否表示只受重力或弹力？,注：此处弹力高中阶段特指弹簧类弹力,二、机械能守恒定律,下列实例中哪些情况机械能是守恒的,跳伞员利用降落伞在空中匀速下落。,抛出的篮球在空中运动。,随堂练习,试判断下列各运动中机械能是否守恒(均不计空气阻力和摩擦阻力),1. 抛出的手榴弹的运动,2. 细绳拴着小球在水平面内做匀速圆周运动,3. 手拉着一物体沿斜面匀速上滑,4. 套在光滑圆环上的小球在竖直面内做圆周运动,5. 起重机吊起一物体,6. 自由下落的小球压缩弹簧后又被弹回,7. 弹簧下吊一小球上下振动,8. 蹦极,9. 关闭了动力的过山车的运动,10. 导弹在空中爆炸,随堂练习,说明：机械能是否守恒与物体的运动状态无关,下列关于物体机械能守恒的说法中，正确的是： A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B.合外力对物体不做功，物体的机械能一定守恒 C.物体只发生动能与势能的相互转化时，物体的机械能守恒 D.运动的物体，若受合外力为零，则其机械能一定守恒 E.做匀变速运动的物体的机械能不可能守恒,随堂练习,一辆小车静止在光滑的水平面上，小车立柱上固定一条长为L，拴有小球的细绳.小球由与悬点在同一水平面处释放.如下图所示，小球在摆动的过程中，不计阻力，则下列说法中正确的是 A.小球的机械能守恒 B.小球的机械能不守恒 C.小球和小车的总机械能守恒 D.小球和小车的总机械能不守恒,随堂练习,如图所示，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。则从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中： A.子弹A与木块B组成的系统机械能守恒 B.子弹A与木块B组成的系统机械能不守恒 C.子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒 D.子弹、木块和弹簧组成的系统机械能不守恒,机械能守恒定律,在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。,内容：,表达式：,适用条件：,只有重力做功或弹力做功,小结,注：此处弹力高中阶段特指弹簧类弹力,只受重力，不受其他力除重力以外还有其它力，但其它力都不做功（只有动能、重力势能、弹性势能的转化；没有其他形式的能量参与的过程）,判断方式：,作业布置：教材p78-4系统p79-7在解题中体会、提炼应用机械能守恒定律解题的一般步骤。,7.8机械能守恒定律,第2课时：机械能守恒定律的应用,复习回顾,在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。,内容：,表达式：,适用条件：,只有重力做功或弹力做功,只受重力，不受其他力除重力以外还有其它力，但其它力都不做功（或其他力做功为0）只有动能、重力势能、弹性势能三者间的相互转化（没有其他形式的能量参与的过程）,判断方式：,如图，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到最大高度的过程中，下列说法正确的是( )A、子弹的机械能守恒。B、木块的机械能守恒。C、子弹和木块的总机械能守恒。D、以上说法都不对,D,讨论与交流：,1、子弹射中木块的过程机械能不守恒2、整体从最低位置摆到最高位置的过程机械能守恒,一个轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面肯弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由下摆，不计空气阻力，在重物由A摆到最低点的过程中，A、重物的重力势能减少。B、重物的重力势能增加。C、重物的机械能不变。D、重物的机械能减少。,AD,球和弹簧组成的系统机械能守恒,讨论与交流：,如图所示，桌面离地高h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，设桌面为零势面，则小球触地前的瞬间机械能为() 则小球触地前瞬间的动能为（ ）AmghBmgHCmg(Hh)Dmg(H-h),讨论与交流：,B,C,例1：小球从静止开始沿光滑斜面下滑，求到达斜面底端时的速度。 斜面高h=0.5m，长S=1m。,h,S,分析：受力情况：重力与支持力。,G,T,支持力不做功，只有重力做功,机械能守恒 选地面势能为0,则有：EK0+EP0= EK1+EP1,mgh =,解得V=,即,m/s=3.13m/s,优点是:计算中不需要考虑过程中细节,只需考虑过程的初、末位置,课堂例析,课堂例析,例2：在离地面高h的地方，以0的速度水平抛出一石块，若空气阻力不计，求石块刚落至地面时速度的大小,解：对石块， 从被抛出到刚落至地面，只有重力做功， 选地面为零势能面由机械能守恒定律有： mv0 + mgh = mv,应用机械能守恒定律解题步骤:1、2、3、4,应用机械能解题的一般步骤,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、选取合适的参考平面，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建立方程，进行求解。,课堂练习,1.如图所示为AB轨道和一个半径为R的半圆弧相连，将球从距离水平面H高处A点无初速的释放，整个过程摩擦力均可忽略，求：（1）物体到达B点的速度。（2）物体到达C点的速度。,A,课堂练习,2.如图所示，质量为m的物体以某一初速v0从A点向下沿光滑的轨道运动，不计空气阻力，若物体通过C点的速度为 ，求：(1)物体在A点时的速度；(2)物体离开C点后还能上升多高,课堂练习,3.如图，一半径为R内壁光滑的半圆形碗固定于地面上，一小球从碗口位置由静止释放，求（1）小球到达最低点的速度； （2）小球到达最低点时对碗底的压力。,课堂练习,答案:BCD,4 如图所示，两根不可伸长的轻绳L1L2各栓一个小球m1m2后悬于同一高度上的两点，已知L1L2,两球质量均为m。现将两绳都拉到水平位置后无初速度释放小球，则下列说法正确的是：A 两球下落至最低点过程中重力做功相等。B 两球下落过程中，它们机械能一直相等C 两球在最低点时，绳上拉力大小一定相等D 两球下落过程中，绳子拉力的瞬时功率时刻相等,课堂练习,5.一条长为L的均匀链条，放在光滑水平桌面上，链条的一半垂于桌边，如图所示现由静止开始使链条自由滑落，当它全部脱离桌面时的速度为多大?,【解析】因桌面光滑，链条虽受桌面的支持力，但支持力对链条不做功，在链条下滑过程中只有重力对链条做功，故链条下滑过程中机械能守恒,设链条总质量为，由于链条均匀，因此对链条所研究部分可认为其重心在它的几何中心，选取桌面为零势能面，则初、末状态的机械能分别为：,初态：,末态：,课堂练习,6.如图两物体质量分别为m和2m，滑轮的质量和摩擦都不计，开始时用手托住2m的物体，释放后，当2m的物体从静止开始下降h后的速度是多少?,系统机械能守恒,本堂小结,应用机械能解题的一般步骤,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、选取合适的参考平面，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建立方程，进行求解。,课外作业：完成系统集成、活页练习,课堂练习,4竖直轻弹簧长为L，放在地面上，质量为m的小球放在轻弹簧上端，并用竖直向下的力F（Fmg）压小球，使弹簧压缩L，弹簧具有的弹性势能是,如图7-6-2所示撤去力F后，小球被弹起求小球被弹起距地面的最大高度,课堂练习,3.如图所示，光滑半圆（半径为R)上有两个小球，所量分别为m和M，（Mm）由细线挂着，今由静止开始释放，求（1）小球m至最高C点时的速度。（2）该过程中绳的张力对B物体做的功。,（1）从