学沪科版必修2 4.2研究机械能守恒定律 课件（1）(20张）.ppt

6 机械能守恒定律 第四章能量守恒与可持续发展 2 研究机械能守恒定律 复习提问 2 动能定理的内容和表达式是什么 1 我们学习了动能 重力势能 弹性势能他们的大小都由什么来决定的 3 重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系 分析图片中物体能量的变化情况 物体的动能与势能的之和称为机械能 通过重力或弹力做功 动能与势能可以相互转化 新课教学 演示实验 一个用细线悬挂的小球从左边开始摆动 记住它向右能够达到的最大高度 然后用一把直尺在一点挡住摆线 看看这种情况下所能达到的最大高度 小球受到几个力 这几个力的做工情况如何 一 动能与势能的相互转化 提出猜想 小球在运动过程中只有重力做功 使动能和势能相互转化 但动能和势能的总量保持不变 即机械能守恒 探寻动能与势能转化规律 如图所示 小球从离地面h高度的o点自由下落或平抛运动 下落过程中经过离地面高度h1的a点速度va 最后落在了地面上的b点 由同学用学习过的知识 牛顿定律或动能定理 分析下落过程中o a b三位置的机械能之间的数量关系 自由落体运动 平抛运动 推导填表 以地面为零势能面 mgh mgh mgh 物体在只有重力做功的情况下 物体的机械能守恒 思考与讨论 一个小球在真空中自由下落 另一个同样的小球在黏性较大的液体中由静止开始下落 它们都由高度为h1的地方下落到高度为h2的地方 在这两种情况下 重力做的功相等吗 重力势能的变化相等吗 动能的变化相等吗 重力势能有没有全部转化为动能呢 得出结论 物体在只有重力做功的情况下 不论物体是做直线运动还是曲线运动 物体的机械能守恒 分析 自由下落的小球只有重力做功 重力势能都转化成了动能 在黏性较大的液体中下落的小球除了重力做功外还要克服阻力做功 所以重力势能的减小量不知转化成了动能 还有一部分转化成了其他形式的能 推导分析 得到结论 在只有弹力做功的系统内 动能与弹性势能可以相互转化 总的机械能保持不变 光滑水平面上的弹簧振子 观察振动过程 二 机械能守恒定律 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 内容 表达式 适用条件 只有重力做功或弹力做功 注 此处弹力高中阶段特指弹簧类弹力 一般性的探讨 系统只有重力或弹力做功时 w ep 若w合 w 在只有重力或弹力做功的物体系内 动能和势能可以相互转化 但机械能的总量保持不变 机械能守恒定律 1 内容 在只有重力或弹力做功的物体系统内 动能与势能可以相互转化 而总的机械能保持不变 即 只有动能与重力势能 弹性势能相互转化 没有其他任何能量 内能 电能 化学能等 参与 只有重力 弹力 做功包括 只受重力和弹力 不受其他力 除重力和弹力以外还有其它力 但其它力都不做功 除重力和弹力外其它力做功的合功为零 是否表示只受重力或弹力 说一说 下列实例中哪些情况机械能是守恒的 跳伞员利用降落伞在空中匀速下落 抛出的篮球在空中运动 例1 下列关于物体机械能守恒的说法中 正确的是 a 做匀速直线运动的物体机械能一定守恒b 合外力对物体不做功 物体的机械能一定守恒c 物体只发生动能与势能的相互转化时 物体的机械能守恒d 运动的物体 若受合外力为零 则其机械能一定守恒e 做匀变速运动的物体的机械能不可能守恒 说明 机械能是否守恒与物体的运动状态无关 分析 列车进站前虽关闭了电动机 但仍具有动能 可使列车爬上斜坡 这是将动能转化为势能储存起来 出站时 列车可利用斜坡再将势能转化为动能 可见 这种设计方案可以节约能源 练习 例3 打桩机重锤的质量为250kg 被提升到20m的高度后自由下落 求它到达地面时动能和速度 解 设地面为零势能面 重锤由20m高处自由下落过程中机械能守恒得 分析 重锤下落过程中只有重力做功 重力势能全部转化为动能 转化过程中机械能守恒 例4 把一个小球用细线悬挂起来 就成为一个摆 如图所示 摆长为l 最大偏角为 求小球运动到最低位置时的速度为多大 解析 小球摆动过程中 细线的拉力不做功 系统只有重力做功 机械能守恒 解 设小球最低点所在位置为参考平面由机械能守恒定律得 解得 应用机械能守恒定律解题 只需考虑过程的初 末状态 不必考虑两个状态间过程的细节