2、研究机械能守恒定律.pptx

第七章机械能守恒定律 7 8机械能守恒定律 一 动能和势能的相互转化 探究一 机械能中动能和势能能否相互转化 二 机械能守恒定律 探究二 动能和势能转化的过程中机械能是否守恒 探究三 机械能守恒定律推导 一个物体沿着光滑的曲面滑下 在A点时动能为Ek1 重力势能为Ep1 在B点时动能为Ek2 重力势能为Ep2 试判断物体在A点的机械能E1和在B点的机械能E2的关系 二 机械能守恒定律 由动能定理 G N 从重力做功与重力势能变化的关系知 拓展探究 只有弹力做功时 能量如何变化 机械能是否守恒 注意研究对象 如图 光滑小球套在水平杆上运动 C为原长处 从A到B过程中分析能量的变化 判定机械能是否守恒 分析 WF EK2 EK1又WF EP1 EP2则EK2 EK1 EP1 EP2即EP2 EK2 EP1 EK1 注意 弹簧的弹性势能转化为物体的动能 二 机械能守恒定律 机械能守恒的条件为系统内只有重力 或弹力 做功 深入理解 对守恒条件的理解下列说法正确吗 1 只有重力 或弹力 做功意思是物体只受重力或弹力 不受其它力 2 只有重力 或弹力 做功意思是除重力 或弹力 其它力都不做功 得出结论 二 机械能守恒定律 1 内容 在只有重力和弹力做功的物体系统内 动能和势能可以互相转化 而总的机械能保持不变2 条件 系统内只有重力 或弹力 做功 3 表达式 EP2 EK2 EP1 EK1 E2 E1 二 机械能守恒定律 从能量转化角度判定 拓展思考 1 机械能的变化对应什么力做功 除重力外的其它力做功等于机械能的变化 2 有其它方法判定机械能是否守恒吗 例1 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 小球运动到最低位置时的速度是多大 分析 1 小球受几个力 做功情况怎样 2 小球运动过程中机械能守恒吗 3 选取什么方法求解 能用前面学过的牛顿运动定律和运动学公式求解吗 4 列公式求解前要注意什么 例1 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 小球运动到最低位置时的速度是多大 解 拉力F不做功 只有重力G做功 小球机械能守恒 以最低点为参考平面 例2 如图为翻滚过山车示意图 圆轨道的半径为10m 为了安全 则过山车由静止开始向下运动时离地至少多高 不考虑空气阻力和摩擦阻力 在最高点B时 解 以地面为参考平面 例3 长为L质量分布均匀的绳子 对称地悬挂在轻小的定滑轮上 如图乙所示轻轻地推动一下 让绳子滑下 那么当绳子离开滑轮的瞬间 绳子的速度为多少 解 由机械能守恒定律 取小滑轮处为零势能面 甲 乙 总结解题的方法和步骤 选取研究对象 根据研究对象所经历的物理过程 进行受力 做功分析 判断机械能是否守恒 恰当地选取参考平面 确定研究对象在过程的初末时刻的机械能 根据机械能守恒定律列方程 进行求解 三 机械能守恒定律的应用 课堂练习 1 一辆小车静止在光滑的水平面上 小车立柱上固定一条长为L 拴有小球的细绳 小球由与悬点在同一水平面处释放 如下图所示 小球在摆动的过程中 不计阻力 则下列说法中正确的是 A 小球的机械能守恒B 小球的机械能不守恒C 小球和小车的总机械能守恒D 小球和小车的总机械能不守恒 BC 2 如图 一子弹以水平速度射入木块并留在其中 再与木块一起共同摆到最大高度的过程中 下列说法正确的是 A 子弹的机械能守恒 B 木块的机械能守恒 C 子弹和木块的总机械能守恒 D 以上说法都不对 D 1 子弹射中木块的过程机械能不守恒2 整体从最低位置摆到最高位置的过程机械能守恒 机械能条件 除重力做功或弹簧弹力做功外 内力做功的代数和为零 课堂练习 3 如图 长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架 在A处固定质量为2m的小球 B处固定质量为m的小球 支架悬挂在O点 可绕过O点与支架所在平面相垂直的固定轴转动 开始时OB与地面相垂直 放手后开始运动 在无任何阻力的情况下 下列说法中正确的是 A A球到达最低点时速度为零B A球机械能减小量等于B球机械能增加量C 当支架从左向右回摆时 A球一定能回到起始高度D B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动的高度 BCD 课堂练习 解 选取桌面处为零势能面 设铁链总质量为m 链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为v 则 初态 末态 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 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为多大 课堂练习 一 动能与势能的相互转化重力做功 动能重力势能弹力做功 动能弹性势能二 机械能守恒定律在只有重力和弹力做功的物体系统内 物体的动能和