高一物理必修2 机械能守恒定律及其应用.ppt

机械能守恒定律 重力势能 弹性势能 势能 动能 机械能 一 动能和势能的相互转化 重力势能转化为动能 动能转化为重力势能 自由落体 竖直上抛 重力势能减小 动能增加 动能减小 重力势能增加 一 动能和势能的相互转化 动能和重力势能可以相互转化 一 动能和势能的相互转化 动能和弹性势能可以相互转化 一 动能和势能的相互转化 动能和弹性势能 重力势能的相互转化 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 一 动能和势能的相互转化 由动能定理 一 动能和势能的相互转化 g n 二 机械能守恒定律 在只有重力做功和弹力做功的物体系统内 物体只发生动能与势能的相互转化 而总的机械能保持不变 1 内容 二 机械能守恒定律 只有重力做功和弹簧弹力做功 2 机械能守恒条件 1 物体只受重力 不受其他力 g g v0 g 二 机械能守恒定律 只有重力做功和弹簧弹力做功 2 机械能守恒条件 2 物体只受重力和弹簧弹力 不受其他力 二 机械能守恒定律 只有重力做功和弹簧弹力做功 2 机械能守恒条件 3 物体受重力和弹簧弹力 还受其他力 但其他力不做功 1 在下面各实例中 哪些过程机械能是守恒的 哪些过程机械能不守恒 为什么 1 跳伞运动员和降落伞匀速降落 2 一个物体沿斜面匀速下滑 3 起重机匀速吊起重物 4 拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升 5 物体在竖直面内做匀速圆周运动 6 铅球在空中做平抛运动 例与练 2 关于机械能守恒 下列说法中不正确的是 a 机械能守恒时 物体一定只受重力和弹力作用b 做匀速运动的物体机械能一定守恒c 做变速运动的物体机械能一定不守恒d 外力对物体所做总功为零时 物体机械能一定守恒 例与练 3 如图所示 小球自a点由静止自由下落 到b点时与弹簧接触 到c点时弹簧被压缩到最短 若不计弹簧质量和空气阻力 在小球由a b c的运动过程中 a 小球的机械能守恒b 小球和弹簧总机械能守恒c 小球在b点时动能最大 d 小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 例与练 4 一个轻弹簧固定于o点 另一端系一重物 将重物从与悬点o在同一水平面上弹簧保持原长的a点无初速度释放 让它自由下摆 不计空气阻力 在重物由a摆到最低点的过程中 下列说法中正确的是 a 重物的动能增加b 弹簧的弹性势能增加c 重物的机械能不变d 重物和弹簧总机械能不变 例与练 5 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 不计空气阻力 下列说法中正确的是 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 例与练 二 机械能守恒定律 3 表达式 只有重力做功时 6 小球沿高为h 5m的光滑斜面由静止开始下滑 求小球到达斜面底端时的速率 例与练 g n 支持力n不做功 只有重力g做功 小球机械能守恒 以斜面底面为参考平面 6 小球沿高为h 5m的光滑斜面由静止开始下滑 求小球到达斜面底端时的速率 例与练 g n 用牛顿运动定律解题 请比较用机械能守恒定律和用牛顿运动定律解题的异同 6 小球沿高为h 5m的光滑斜面由静止开始下滑 求小球到达斜面底端时的速率 例与练 g n 用动能定理解题 请比较用机械能守恒定律和用动能定理解题的异同 7 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 小球运动到最底位置时的速度是多大 例与练 g f 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 1 确定研究对象 画出过程示意图 应用机械能守恒定律解题的一般步骤 2 分析物体的受力 明确各力做功的情况 判断是否符合机械能守恒的条件 3 分析物体的运动 恰当地选取参考平面 确定物体初 末状态的机械能 势能和动能 4 根据机械能守恒定律列方程求解 三 机械能守恒定律的应用 8 从20米高的塔上以10m s的初速度水平抛出一个质量为1kg的铁球 铁球下落过程中在离地5m高处时的速度是多大 不考虑空气阻力 例与练 以地面为参考平面 9 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 例与练 以地面为参考平面 10 如图所示 轻质弹簧的一端与墙相连 质量为2kg的小球以5m s的速度沿光滑水平面运动并压缩弹簧 则弹簧的最大弹性势能为 j 当小球的速度为2m s时 弹簧的弹性势能为 j 例与练 v0 思考题 如图所示 物体a b用绳子连接穿过定滑轮 已知ma 2mb 绳子的质量不计 忽略一切摩擦 此时物体a b距地面高度均为h 释放a 求当物体a刚到达地面时的速度多大 设物体b到滑轮的距离大于h 例与练 例与练 对a mag mbg a机械能不守恒 f 对b f b机械能不守恒 对a b整体 拉力f做功代数和为零 所以a b整体机械能守恒 拉力f做负功 拉力f做正功 以地面为参考平面 思考题 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