高中物理 第七章第8节 机械能守恒定律教材分析与导入设计精品课件 新人教版必修2.ppt

第八节机械能守恒定律 1 定义 物体的动能和势能之和称为物体的机械能 机械能包括动能 重力势能 弹性势能 2 表达式 机械能 小钢球 演示实验 实验中 小球的受哪些力 各个力的做功情况如何 这个小实验说明了什么 演示实验 实验中 小球的受力情况如何 受重力 g 和绳的拉力 f 作用 各个力的做功情况如何 拉力和速度方向总垂直 对小球 不做功 只有重力对小球能做功 这个小实验说明了什么 演示实验 f1 演示实验 f1 演示实验 小球的受力情况如何 重力g 支持力f1 弹力f各个力的做功情况如何 g和f1不做功 f做功这个小实验说明了什么 小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化 小球在往复运动过程中总能回到原来的位置 可见 弹性势能和动能的总和应该保持不变 即机械能保持不变 f1 演示实验 1 动能和重力势能可以相互转化2 动能和弹性势能可以相互转化 一 动能与势能的相互转化 通过重力或弹簧弹力做功 机械能可以从一种形式转化成另一种形式 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 即 结论 在只有重力做功的物体系内 动能和重力势能可以相互转化 而机械能的总量保持不变 由此可见 在只有重力做功的物体系内 动能和重力势能可以相互转化 而机械能的总量保持不变 在只有弹簧弹力做功的物体系内 动能与势能可以相互转化 而物体机械能的总量也保持不变 由此可见 同样可以证明 在只有重力或弹力做功的物体系统内 动能与势能可以互相转化 而总的机械能保持不变 内容 1 机械能守恒定律 表达式 在只有重力或弹力做功的物体系统内 动能与势能可以互相转化 而总的机械能保持不变 内容 1 机械能守恒定律 表达式 在只有重力或弹力做功的物体系统内 动能与势能可以互相转化 而总的机械能保持不变 内容 或 1 机械能守恒定律 表达式 在只有重力或弹力做功的物体系统内 动能与势能可以互相转化 而总的机械能保持不变 内容 或 或 动能的增加等于势能的减少 1 机械能守恒定律 表达式 守恒和相等的区别 1 守恒 如果某一个物理量在某个过程中始终保持不变 那么我们就说这个物理量在此过程中守恒 2 相等 如果一个物理量在两点的值一样 那么我们就说这个物理量在这两点相等 只有重力或弹力做功 2 机械能守恒定律成立的条件 a 从做功角度分析 只有重力或弹力做功 2 机械能守恒定律成立的条件 只有重力或系统内弹簧弹力做功 其它力不做功 或其它力合力所做功为零 a 从做功角度分析 只有重力或弹力做功 2 机械能守恒定律成立的条件 只有重力或系统内弹簧弹力做功 其它力不做功 或其它力合力所做功为零 a 从做功角度分析 b 从能量转化角度分析 只有系统内动能和势能相互转化 无其它形式能量之间 如内能 转化 只有重力或弹力做功 2 机械能守恒定律成立的条件 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 分析 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 分析 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 分析 拉力和速度方向总垂直 对小球不做功 所以这个过程中只有重力对小球能做功 机械能守恒 一 机械能 物体的动能和势能之和称为机械能 二 物体的动能和势能可以相互转化 三 机械能守恒定律在只有重力或弹力做功的物体系统内 动能和弹性势能可以相互转化 而总的机械能保持不变 小结 1 守恒条件 a 只有重力或系统内弹簧弹力做功 其它力不做功 或其它力合力所做功为零 b 只发生动能和势能间的相互转化 1 守恒条件 a 只有重力或系统内弹簧弹力做功 其它力不做功 或其它力合力所做功为零 b 只发生动能和势能间的相互转化 2 表达式 e e2或ek ep ek2 ep2或 ek ep 动能的增加等于势能的减少 课堂训练 1 关于物体的机械能是否守恒的叙述 下列说法中正确的是 a 做匀速直线运动的物体 机械能一定守恒b 做匀变速直线运动的物体 机械能一定守恒c 外力对物体所做的功等于0时 机械能一定守恒d 物体若只有重力做功 机械能一定守恒 d 课堂训练 1 关于物体的机械能是否守恒的叙述 下列说法中正确的是 a 做匀速直线运动的物体 机械能一定守恒b 做匀变速直线运动的物体 机械能一定守恒c 外力对物体所做的功等于0时 机械能一定守恒d 物体若只有重力做功 机械能一定守恒 2 如图所示 下列四个选项的图中 木块均在固定的斜面上运动 其中图a b c中的斜面是光滑的 图d中的斜面是粗糙的 图a b中的f为木块所受的外力 方向如图中箭头所示 图a b d中的木块向下运动 图c中的木块向上运动 在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是 c 2 如图所示 下列四个选项的图中 木块均在固定的斜面上运动 其中图a b c中的斜面是光滑的 图d中的斜面是粗糙的 图a b中的f为木块所受的外力 方向如图中箭头所示 图a b d中的木块向下运动 图c中的木块向上运动 在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是 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 g 10m 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运动相等 解析 物体在空气中只有重力做功 故机械能守恒 以地面为参考点 则 在最高点动能为零 故 由e1 e2得 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 g 10m 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运动相等 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 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 g 10m 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 初 4 长为l的均匀链条 放在光滑的水平桌面上 且使其长度的1 4垂在桌边 如图所示 松手后链条从静止开始沿桌边下滑 则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大 解析 链条下滑时 因桌面光滑 没有摩擦力做功 整根链条总的机械能守恒 可用机械能守恒定律求解 设整根链条质量为m 则单位长度质量为m l 设桌面重力势能为零 初状态 末状态 由机械能守恒定律得 ek1 ep1 ek2 ep2即 解得 初 末 4 长为l的均匀链条 放在光滑的水平桌面上 且使其长度的1 4垂在桌边 如图所示 松手后链条从静止开始沿桌边下滑 则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大 机械能守恒定律解题的一般步骤 机械能守恒定律解题的一般步骤 1 根据题意 选取研究对象 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 机械能守恒定律解题的一般步骤 1 根据题意 选取研究对象 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 恰当地选取参考平面 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 机械能守恒定律解题的一般步骤 1 根据题意 选取研究对象