高一暑假物理补习课件：动能定理与机械能守恒核心知识方法.ppt

机械能守恒核心知识方法 动能定理推导 把F和L的表达式代入得 根据牛顿第二定律 由运动学公式 动能定理 合 左边的W合可能涉及变力做功 重力做功 弹力做功右边的动能变化可能是一个复杂过程 但与复杂过程无关 只与初末状态有关 解题关键 确定初末动能 寻找合外力做功 核心公式 重力做功与重力势能弹力做功与弹性势能合外力做功与动能 动能定理 机械能守恒 WG mg h EP EP1 EP2 W弹 EP EP1 EP2 Ek EP 例9 质量为m的质点在半径为R的半球形容器中从上部边缘由静止下滑 滑到最低点时对容器底部的压力为2mg 则在下滑的过程中 1 物体在底端时的速度是多少2 物体克服阻力作了多少功 O 与圆周运动结合 m 2m A B h 例10 如图所示的物体系统 不计一切摩擦 求当B落地时物体AB的速度是多少 绳子对AB分别做了多少功 m 2m 例11 边长为L的等腰三角形可绕A自由转动 BC分别固定两个质量分别为m 2m的小球 求当小球C运动到最低点 A 多物体相连 C B 1 此过程B球重力所做的功 2 C球重力所做的功 3 小球的速度多大 练习10如图所示 质量均为m的物体A和B 通过跨过定滑轮的轻绳相连 斜面光滑 不计绳子与滑轮之间的摩擦 开始时物体A离地面的高度为h 物体B位于斜面的底端 用手按住物体A 物体A和B静止 撤去手后 问 1 物体A将要落地时的速度多大 多物体相连 实验 验证机械能守恒定律 实验目的 1 会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度2 掌握验证机械能守恒定律的实验原理 实验 验证机械能守恒定律 研究自由落体运动 O A B C D 方案1 从起点开始计算 方案2 从一般位置开始计算 实验原理 研究自由落体运动 O A B C D 方案1 从起点开始计算 实验原理 测定第n点的速度的常用方法 2 是否需要测量重物的质量 打点计时器要竖直架稳 使其两限位孔在同一竖直平面内 尽量减少摩擦阻力 实验思考 1 该实验中选取被打点纸带应注意两点 一是点迹清晰 3 在架设打点计时器时应注意什么 为什么 重物是否可以随意选择 选择质量较大的 实验器材 1 组装实验装置 2 释放重锤记录运动情况 3 选择纸带 选点并测量 4 计算vn及对应动能 安装要竖直 先通电再释放 先断电再取纸带 计数点距起点远一些 注意刻度尺高度量取原则及读数规则 实验步骤 注意事项 5 比较是否相等 实验步骤及注意事项 例2 在 验证机械能守恒定律 的实验中 下列物理量中需要用工具直接测量的有 需要计算得到的有 A 重锤的质量B 重力加速度C 重锤下落的高度D 与重锤下落高度对应的重锤的即时速度 巩固训练 C D 例3 在 验证机械能守恒定律 实验中 需特别注意的有 A 称出重锤质量mB 手提纸带 先接通打点计时器然后松开纸带让重锤落下C 取下纸带 可不考虑前面较密集中的点 选某个清晰的点作为起始运动点处理纸带 验证各式D 第1点算起处理纸带 验证各式 巩固训练 例4 在用落体法验证机械能守恒定律时 某同学按照正确的操作选得纸带如图所示 其中O是起始点 A B C是打点计时器连续打下的3个点 该同学用毫米刻度尺测量O到A B C各点的距离 并记录在图中 单位cm 打点计时器f 50HZ 这三个数据中不符合有效数字读数要求的是 应记作 cm 巩固训练 OC 15 70 巩固训练 该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒 已知当地的重力加速度g 9 80m s2 他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度 则该段重锤重力势能的减少量为 而动能的增加量为 均保留3位有效数字 重锤质量用m表示 这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量 动能的增加量 原因是 0 1 22m 1 20m 重锤和纸带下落过程中要克服阻力做功 巩固训练 另一位同学根据同一条纸带 同一组数据 也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒 不过他数了一下 从打点计时器打下的第一个点O数起 图中的B是打点计时器打下的第9个点 因此他用vB gt计算跟B点对应的物体的即时速度 得到动能的增加量为 这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少量 动能的增加量 原因是 已知g 9 80m s2 0 1 23m 根据机械能守恒的结果来验证 斜率k g 巩固训练 如果以v2 2为纵轴 以h为横轴 根据实验数据绘出的v2 2 h图象是 该直线的斜率含义是 过原点的一条倾斜直线 重力加速度g 机械能守恒定律 重力势能表达式 重力做功 动能定理文字表达 动能定理公式表达 机械能守恒定律文字表达 机械能守恒定律公式表达 熟记概念与规律 EK1 EP1 EK2 EP2 力在一个过程中对物体所做的功 等于物体在这个过程中动能的变化 在只有重力或弹力做功的物体系统内 动能和势能可以相互转化 而总的机械能保持不变 这个结论叫做机械能守恒定律 WG mg h EP EP1 EP2 EP mgh 理解重力势能与重力做功 说明 h指物体重心离参考平面的高度 所以重力势能是相对的 WG Ep与参考面的选取无关 深刻理解势能的概念 掌握机械能守恒定律 1 重力势能EP mgh 机械能守恒定理条件与判断 地面光滑 1 机械能守恒定律的内容是 只有重力 弹性力 不受其它力 除受重力 弹性力之外 还受其它力 但不做功 除受重力 弹性力之外 还受其它力 这些力对物体要做功 但其它力对物体做功代数和为零 1 用做功来判断 分析物体或物体受力情况 包括内力和外力 明确各力做功的情况 若对物体或系统只有重力或弹力做功 没有其他力做功或其他力做功的代数和为零 则机械能守恒 2 判断机械能有无与其它形式的能量发生转化 若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化 则物体系机械能守恒 3 直接判断机械能在数值上有无发生变化 判断机械能是否守恒 例1 长L 80cm的细绳上端固定 下端系一个质量m 100g的小球 将小球拉起至细绳与竖直方向成60 角的位置 然后无初速释放 不计各处阻力 求1 小球通过最低点时 小球的速度大小2 小球在最低点时 细绳对小球拉力多大 取g 10m s2 利用机械能守恒定律的解题步骤 选取研究对象和研究过程 作图分析 判断机械能是否守恒 选取合适的参考平面 确定初 末态时的机械能 根据机械能守恒定律列方程 进行求解 动能变化 势能变化和机械能变化与力做功 例3 质量为m的物体 从静止开始 以2g 3的加速度竖直下落h 问 1 物体的动能变化量是多少 2 物体的重力势能变化量是多少 3 物体的机械能变化量是多