高中物理机械能守恒定律课件1新人教版必修.ppt

第8节机械能守恒定律,第8节机械能守恒定律,【探究一:动能与势能相互转化】,一、机械能机械能是_、_和_的统称，1、重力做功使_和_相互转化，2、弹力做功使_和_相互转化。,如图，一个质量为m的小球自由下落,经过某高度为h的A点时速度为v，下落到某高度为h2的B点时速度为v2，试写出小球在A点时的机械能E1和在B点时的机械能E2，并找出小球在A、B时所具有的机械能E1、E2之间的数量关系。,理论推导,【探究二:动能与势能相互转化的定量关系】,解：以地面为零势能面：,mgh1+mv12/2mgh2+mv22/2,移项有mgh1+mv12/2=mgh2+mv22/2,即E1=E2,mg(h1-h2)=mv22/2-mv12/2,如果有空气阻力呢？,A-B由动能定理,EP减,EK增,=,A点时的机械能E1=,B点时的机械能E2=,分析:1、小球在光滑杆从A向O运动过程中受力情况如何？弹力做什么功？能量如何转化？,弹力做正功，弹簧的弹性势能转化为小球的动能。,2、小球的机械能保持不变吗？,WF=EP1-EP2=mv22/2-mv12/2,EP1+mv12/2EP2+mv22/2,EP1+mv12/2=EP2+mv22/2,即E1=E2,EP减,EK增,=,小球和弹簧这个系统机械能守恒,c点时的机械能E1=,D点时的机械能E2=,C-D由动能定理,2、小球的机械能保持不变吗？,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。,1、内容,(1)E1=E2,(2)下降EP减=EK增,mgh1+mv12/2=mgh2+mv22/2,零势能面,机械能守恒定律,状态量,标量系统性,上升EP增=EK减,【探究三:机械能守恒条件】,2、只有弹力做功,1、只有重力做功,粗糙斜面，物体机械能是否还守恒?,【探究三:机械能守恒条件】,3机械能守恒定律成立的条件：,只有重力或弹力做功，,只有系统内动能和势能相互转化。,抛出的篮球在空中运动（不计阻力）,跳伞员利用降落伞在空中匀速下落,例1、下列实例中哪些情况机械能是守恒的,小球和弹簧这个系统的机械能守恒,练1:如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在弹簧压缩到最短的整个过程中，下列叙述中正确的是（忽略空气阻力）：A.重力势能和动能之和保持不变；B.重力势能和弹性势能之和保持不变；C.动能和弹性势能之和保持不变；D.重力势能、弹性势能和动能之和保持不变。,D,例2、把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆，摆长为l，最大偏角为。小球在A点初速度vo为运动到最低位置O时的速度是多大？（忽略空气阻力）,机械能守恒定律的应用,解：对小球受力分析，,拉力不做功，只有重力做功，,以最低点为零势能面,机械能守恒，,练2、把质量为0.5kg的石块从10m高处以300斜向上抛出，初速度Vo5m/s，求:石块落地时的速度是多大？（不计空气阻力，g10m/s2）,(1)确定研究对象，,(2)对研究对象进行正确的受力分析，,(3)判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件，,(4)选取零势能参考平面，并确定研究对象在初、末状态时的机械能，,(5)根据机械能守恒定律列出方程，进行求解。,利用机械能守恒定律解题思路,练3、假设过山车在轨道顶点A无初速度释放后，全部运动过程的摩擦均可忽略，其他数据如图所示，求该车到达B点时的速度(g10m/s2),小球能回到原来的高度吗？mgh=mv2/2=mgh,为什么小球打不到同学呢？,h=h,2、机械能守恒定律：,1、机械能：E=EK+EP,（1）内容：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。,（2）条件：只有重力、弹力做功,课堂小结,（3）结论：E1=E2,下降EP减=EK增,上升EP增=EK减,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。,思考：生活中的实例,练、一个人站在阳台上，以相同的速率v0分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出不计空气阻力则三球落地时的速率：A上抛球最大B下抛球最大C平抛球最大D三球一样大,D,练3、如图所示一根长L的细绳，固定在O点，绳另一端系一条质量为m的小球起初将小球拉至水平于A点求小球从A点由静止释放后到达最低点C时的速度,解：对小球受力分析，以c点为零势能点，由机械能守恒有：,mgL=mv2/2,练、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？,解：物体只受重力，只有重力做功，故机械能守恒,以地面为零势能面，则：,mgh=mv2/2=mgh,g10m/s2,练、如图所示，光滑的倾斜轨道与半径为R的光滑圆形轨道相连接，质量为m的小球在倾斜轨道上由静止释放，要使小球恰能通过圆形轨道的最高点，小球释放点离圆形轨道最高点多高？,初位置,末位置,h=5R/2,思考：用动能定理和机械能守恒定律解题的不同点是什么?,1、机械能守恒定律需要先判断机械能是不是守恒，而应用动能定理时要求要比机械能守恒定律条件要宽松得多2、应用机械能守恒定律解决问题首先要规定零势能面，而用动能定理解决问题则不需要这一步3、应用机械能守恒定律解决问题可以避开功的计算，而用动能定理解决问题需要计算功。,思