高一物理动能定理与机械能守恒.ppt

机械能守恒机械能守恒 核心知识核心知识 方法方法 动能定理推导 把F和L的表达式代入 得： 根据 牛顿 第二 定律 ： 由运动学公式 ： 动能定理 合 左边的W合可能涉及变力做功，重力做功，弹 力做功 右边的动能变化可能是一个复杂过程，但与 复杂过程无关，只与初末状态有关 解题关键：确定初末动能，寻找合外力做功 核心公式核心公式 o重力做功与重力势能 o弹力做功与弹性势能 o合外力做功与动能（动能定理） o机械能守恒 WG=mg h =- EP=EP1-EP2 W弹=- EP=EP1-EP2 Ek=- EP 例9.质量为m的质点在半径为R的半球形容器中 从上部边缘由静止下滑，滑到最低点时对容器 底部的压力为2 mg，则在下滑的过程中，1、物 体在底端时的速度是多少2、物体克服阻力作了 多少功？ mg N f O 与圆周运动结合 m 2m A B h 【例10】如图 所示的物体系统 ，不计一切摩擦 。求当B落地时 物体AB的速度 是多少。绳子对 AB分别做了多 少功 m 2m 【例11】边长为L的等腰三角形可绕A自由转动，BC 分别固定两个质量分别为m,2m的小球，求当小球C运 动到最低点。 A 多物体相连 C B 1、此过程B球重 力所做的功，2 、C球重力所做 的功，3、小球 的速度多大？ 练习10如图所示，质量均为m的物体A和B，通 过跨过定滑轮的轻绳相连。斜面光滑，不计绳 子与滑轮之间的摩擦，开始时物体A离地面的高 度为h，物体B位于斜面的底端，用手按住物体A ，物体A和B静止。撤去手后，问： (1) 物体A将要落地时的速度多大？ B A h 多物体相连 实验：验证机械能守恒定律实验：验证机械能守恒定律 实验目的 1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运 动的速度 2.掌握验证机械能守恒定律的实验原理 实验：验证机械实验：验证机械 能守恒定律能守恒定律 研究自由落体运动： ？ O A B C D 方案1：从起点开始计算 方案2：从一般位置开始计算 实验原理 研究自由落体运动： ？ O A B C D 方案1：从起点开始计算 实验原理 dD S1 S2 测定第n点的速度的常用方法： dc 2.是否需要测量重物的质量？ 打点计时器要竖直架稳，使其两限位孔 在同一竖直平面内，尽量减少摩擦阻力 实验思考 1.该实验中选取被打点纸带应注意两点:一是 点迹清晰; 3.在架设打点计时器时应注意什么?为什么？ 重物是否可以随意选择？选择质量较大的 器材备注 器材备注 铁架台重锤（木质） 打点计时器重锤（金属） 复写纸片纸带 天平mm刻度尺 秒表cm刻度尺 实验器材 1.组装实验装置 2.释放重锤记录运动情况 3.选择纸带、选点并测量 4.计算vn及对应动能 安装要竖直 先通电再释放 先断电再取纸带 计数点距起点远一些 注意刻度尺高度量取 原则及读数规则 实验步骤注意事项 5.比较 是否相等 实验步骤及注意事项 【例2】在“验证机械能守恒定律”的实验中， 下列物理量中需要用工具直接测量的有_ 需要计算得到的有_ A.重锤的质量 B.重力加速度 C.重锤下落的高度 D.与重锤下落高度对应的重锤的即时速度 巩固训练 C D 【例3】在“验证机械能守恒定律”实验中，需特别 注意的有_ A.称出重锤质量m B.手提纸带，先接通打点计时器然后松开纸带让 重锤落下 C.取下纸带，可不考虑前面较密集中的点，选某 个清晰的点作为起始运动点处理纸带，验证各 式 D. 第1点算起处理纸带，验证各式 巩固训练 【例4】在用落体法验证机械能守恒定律时，某同 学按照正确的操作选得纸带如图所示,其中O是起 始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点,该 同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离, 并记录在图中(单位cm)。(打点计时器f=50HZ) 这三个数据中不符合有效数字读数要求的是 _,应记作_cm。 巩固训练 OC 15.70 巩固训练 该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒 ，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，他用AC段 的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度， 则该段重锤重力势能的减少量为_，而动 能的增加量为_，(均保留3位有效数字， 重锤质量用m表示)，这样验证的系统误差总 是使重力势能的减少量_动能的增加量， 原因是_。 0 1.22m 1.20m 重锤和纸带下落过程中要克服阻力做功 巩固训练 另一位同学根据同一条纸带，同一组数据，也 用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，不过他 数了一下：从打点计时器打下的第一个点O数起 ，图中的B是打点计时器打下的第9个点。因此他 用vB=gt计算跟B点对应的物体的即时速度，得到 动能的增加量为_，这样验证时的系统误差 总是使重力势能的减少量_动能的增加量, 原因是_已知g=9.80m/s2 0 1.23m 根据机械能守恒的结果来验证 斜率 k=g 巩固训练 如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据 绘出的v2/2h图象是_ 该直线的斜率含义是_ 过原点的一条倾斜直线 重力加速度g 机械能守恒定律 重力势能表达式： 重力做功： 动能定理文字表达： 动能定理公式表达： 机械能守恒定律文字表达： 机械能守恒定律公式表达： 熟记概念与规律： EK1+EP1= EK2+EP2 力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。 在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，而总的 机械能保持不变，这个结论叫做机械能守恒定律。 WG=mg h =- EP=EP1-EP2 EP=mgh 理解重力势能与重力做功 说明：h指物体重心离参考平面的高度，所以重 力势能是相对的。 WG、Ep与参考面的选取无关。 深刻理解势能的概念，掌握机械能守恒定律。 1.重力势能 EP=mgh 机械能守恒定理条件与判断 地面光滑 1.机械能守恒定律的内容是: 只有重力、弹性力，不受其它力 除受重力、弹性力之外，还受其它力，但不做功 除受重力、弹性力之外，还受其它力，这些力对物体要 做功，但其它力对物体做功代数和为零 （1)用做功来判断：分析物体或物体受力情况（包括 内力和外力），明确各力做功的情况，若对物体或系 统只有重力或弹力做功，没有其他力做功或其他力做 功的代数和为零，则机械能守恒； (2）判断机械能有无与其它形式的能量发生转化：若 物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其 他形式的能的转化，则物体系机械能守恒 （3）直接判断机械能在数值上有无发生变化 判断机械能是否守恒 例1、长L80cm的细绳上端固定，下端系一 个质量 m100g的小球。将小球拉起至细绳 与竖直方向成60角的位置，然后无初速释放 。不计各处阻力，求 1、小球通过最低点时，小球的速度大小 2、小球在最低点时，细绳对小球拉力多大？ 取g10m/s2。 L 利用机械能守恒定律的解题步骤： 选取研究对象和研究过程(作图分析)。 判断机械能是否守恒。 选取合适的参考平面，确定初、末态时的 机械能。 根据机械能守恒定律列方程，进行求解。 动能变化、势能变化和机械能变化与力做功 例3质质量为为m的物体，从静止开始，以2g/3的加速度竖竖直 下落h，问问： （1）物体的动动能变变化量是多少？ （2）物体的重力势势能变变化量是多少？ （3）物体的机械能变变化量是多少？是增加还还是减少？ 减少 减少 动能的变化与总功相联系。 重力势能的变化与重力做功相联系。 机械能的变化与其他力（除重力、弹簧弹力外 ）做功相联系：其他力做正功，机械能增加； 其他力做负功，机械能减少。 一句话：功是能量变化的量度，做功