高一物理必修二§7-8机械能守恒定律LI.ppt

7-8 机械能守恒定律 2、动能定理的内容是什么？ 3、重力做功与重力势能的关系是什么？ 1、本章学了哪几种能，如何定义，大小如 何计算？ 知识回 顾 重力势能 弹性势能 机械能 动能 物体的动能和势能（含弹性势能） 之和称为物体的机械能 重力势能 动能 动能和势能相互转化（一） 弹性势能 动能和重力势能 动能和势能相互转化（二） 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。 根据动能定理，有 重力做功与重力势能的关系可知： 由以上两式相等并移项可以得到： h1 v1 v2 m h2 A B A点 B点 机械能守恒定律 内容: 只有重力 动能和重力势能 机械能的总量 在只有重力(或系统内弹簧 弹力)做功的情形下，物体的 动能和重力势能（及弹性势能 ）发生相互转化，而机械能的 总量保持不变。 1、机械能守恒的条件是什么？ 讨论 只有重力做功和系统内弹簧弹力做功。 系统内只发生动能和势能的相互转化， 无其它形式能量之间的相互转化。 2、机械能守恒定律的表达式 讨 论 （需要确定参考平面） （对系统而言） 2、判 断 方 法 1、对单一物体： 只有重力做功 有其余力做功，但其余力做功的代数 和为零 2、对某一系统： 只有动能和势能的转化，系统跟外界 没有机械能的传递，也没有转化成其 它形式的能 小 结 1、机械能守恒定律的内容 2、表达式 3、定律的成立条件和判断方法 下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是 A、做匀速直线运动的物体机械能一定守恒。 B、做匀变速直线运动的物体的机械能可能守 恒。 C、合外力对物体做功为零时机机械能守恒。 D、只有重力对物体做功，物体的机械能一定 守恒。 课堂练习 BD 物体的机械能是否守恒与物体的运动无关 【例例】 把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图）， 摆长为l ,最大偏角为 .小球运动到最低位置时的速度 是多大？ 解选择小球在最低位置时所在的水平面为参考平面。 小球在最低点O时为末状态： 末状态的动能： Ek2=1/2mv2 重力势能： Ep2=0 末状态的机械能为： Ek2+Ep2=1/2mv2 根据机械能守恒定律有 ： Ek2+Ep2=Ek1+Ep1 即 1/2mv2= mgl ( 1- cos) 所以 v = OO l A B 小球在最高点A时为初状态： 初状态的动能： Ek1=0 初状态的重力势能： Ep1=mg(l-lcos） 初状态的机械能： Ek1+Ep1=mg(l-lcos) 一个人把重物加速上举到某一高度，下列 说法正确的是 A、物体所受的合外力对它做的功等于物体 机械能的增量。 B、物体所受合外力做的功等于它动能的增 量。 C、人对物体做的功和重力对物体做的功的 代数合等于物体机械能的增量。 D、克服重力做的功等于物体重力势能的增 量。 BD 课堂练习 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 课堂练习 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 一个小滑块从半圆形轨道上端由静止开始下滑，当滑到轨 道最低点时，对于滑块动能的大小和对轨道的压力，下列 说法正确的是 A、轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道压力越大。 B、轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道压力越小。 C、轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道压力与半径无 关。 D、轨道半径变化时，滑块的动能与对轨道的压力都不 变。 课堂练习 AB，机械能守恒 在B点： C 课堂练习 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。 o A AD 球和弹簧组成的系统机械能守恒 课堂练习 如图所示，斜面置于光滑的水平面上，其光滑斜面 上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下滑的过程 中，下列说法正确的是 A、物体的重力势能减少，动能增加。 B、斜面的机械能不变。 C、斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体 做功。 D、物体和斜面组成的系统机械能守恒。 m M AD 质量为m的物体，从静止开始以2g的加速度 竖直向下加速运动距离h，则（ ） A、物体的重力势能减少mgh B、物体的动能增加2mgh C、物体的机械增加mgh D、物体的机械能保持不变 课堂练习 ABC 应用机械能解题的一般步骤 1、选取研究对象（单个物体或系统） 2、确定研究过程，分析各力做功及能量转 化情况，判断机械能是否守恒 3、确定研究对象在始末状态的机械能（需 确定参考平面）或机械能的变化情况 4、选择合适的表达式列式求解 知识回顾 1、动能：物体由于运动而具有的能。 2、重力势能：地球上的物体具有的跟它的高度有关的能。 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：合力所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。 3、以10m/s的速度将质量为m的物体竖直上抛出，若 空气阻力忽略，g10m/s2则：物体上升的最大高 度是多少？上升过程在何处重力势能和动能相等？ v0 h 【解析】物体在空气中只有重力做功，故机械能守恒 初状态设在地面，则： 终态设在h1高处，故： 因机械能守恒：E1=E2 最高点 h1 v1 Ep=Ek 如图图所示，以速度v012m/s沿光滑地面滑行 的光滑小球，上升到顶顶部水平的跳板上后由 跳板飞飞出，当跳板高度h多大时时，小球飞飞行 的水平距离最大?这这个距离是多少? (g=10m/s2) 课堂练习 h=3.6m S=7.2m 判断机械能是否守恒 （1） T m(2) T 一切抛体机械能守恒 (3) 平抛 v0 （不计阻力） (4)匀速直线 v v （5） 光 (6) a.加速下降 b.以a5m/s2下降 以a5m/s2减速上升 不一定 E机 E机 c.合力为零，E机守恒否？ 不一定 设重力做功为WG，由动能定理可得 由重力做功与重力势能变化的关系得， 由以上两式得 移项得 或者 定律推导 h1 v1 v2 m h2 A B 如图图两物体质质量分别为别为 m和2m，滑轮轮的 质质量和摩擦都不计计，开始时时用手托住2m 的物体，释释放后，当2m的物体从静止开 始下降h后的速