【人教版】2019年必修二：7.8《机械能守恒定律》优秀课件1.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Vo 5m s 求 石块落地时的速度是多大 不计空气阻力 g 10m 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 g 10m 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 g 10m 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 g 10m 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 思考 用机械能守恒定律解题得到什么启发 1 机械能守