机械能守恒定律公开课-最终ppt课件

.,.,知识回顾,1、动能：物体由于运动而具有的能。2、重力势能：地球上的物体具有的跟它的高度有关的能。3、弹性势能：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能。4、动能定理：合力所做的总功等于物体动能的变化。5、重力做功与重力势能变化的关系：重力做的功等于物体重力势能的减少量。,.,一、机械能,机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称，用符号E表示,3.机械能是标量，具有相对性,1.概念：,2.表达式：,.,h=10m,v=10m/s,m,A,.,二、机械能之间可以互相转化,.,08奥运蹦床冠军何雯娜,.,小球摆动实验,试分析：1.小球受哪些力的作用？2.哪些力对小球做功？3.能量之间有转化吗？,.,小球摆到另一侧相同高度说明了什么？,小球的能量转化有定量的关系吗？,.,设重力做功为WG，由动能定理可得,由重力做功与重力势能变化的关系得，,由以上两式得,移项得,或者,定律推导,.,1.内容：,在只有重力或弹簧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。,条件,三、机械能守恒定律,1.动能增加，势能一定减小，并且，动能增加量等于势能减小量。2.动能减小，势能一定增加，并且，动能减小量等于势能增加量。,.,2、机械能守恒定律的表达式,（需要确定参考平面）,（对系统而言）,只有重力或系统内弹簧弹力做功，其它力不做功（或其它力合力所做功为零）,A.从做功角度分析,B.从能量转化角度分析,只有系统内动能和势能相互转化，无其它形式能量之间（如内能）转化。,只有重力或弹簧弹力做功.,2机械能守恒定律成立的条件：,.,判断机械能是否守恒,一切抛体机械能守恒,(4)匀速直线,(6),a.加速下降,b.以a5m/s2下降,以a5m/s2减速上升,不一定,E机,E机,c.合力为零，E机守恒否？,不一定,.,下列所述的实例中（均不计空气阻力），机械能守恒的是（）（多选）A.石块自由下落的过程B.人乘电梯加速上升的过程C.投出的铅球在空中运动的过程D.木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程,AC,练一练,.,随堂练习,1、在下列的物理过程中，机械能守恒的有A把一个物体竖直向上匀速提升的过程B人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程C汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程D从高处竖直下落的物体落在竖立的轻弹簧上，压缩弹簧的过程，对弹簧、物体和地球这一系统,（BD）,.,一个人把重物加速上举到某一高度，下列说法正确的是A、物体所受的合外力对它做的功等于物体机械能的增量。B、物体所受合外力做的功等于它动能的增量。C、人对物体做的功和重力对物体做的功的代数合等于物体机械能的增量。D、克服重力做的功等于物体重力势能的增量。,BD,课堂练习,.,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,课堂练习,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,.,一个小滑块从半圆形轨道上端由静止开始下滑，当滑到轨道最低点时，对于滑块动能的大小和对轨道的压力，下列说法正确的是A、轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道压力越大。B、轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道压力越小。C、轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道压力与半径无关。D、轨道半径变化时，滑块的动能与对轨道的压力都不变。,课堂练习,AB，机械能守恒,在B点：,C,.,课堂练习,如图所示，斜面置于光滑的水平面上，其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下滑的过程中，下列说法正确的是,A、物体的重力势能减少，动能增加。B、斜面的机械能不变。C、斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功。D、物体和斜面组成的系统机械能守恒。,AD,.,质量为m的物体，从静止开始以2g的加速度竖直向下加速运动距离h，则（）A、物体的重力势能减少mghB、物体的动能增加2mghC、物体的机械增加mghD、物体的机械能保持不变,课堂练习,ABC,.,2、如图所示，桌面离地高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球落地前瞬间的机械能为AmghBmgHCmg(h+H)Dmg(H-h),（B）,.,应用机械能解题的一般步骤,1、选取研究对象（单个物体或系统）2、确定研究过程，分析各力做功及能量转化情况，判断机械能是否守恒3、确定研究对象在始末状态的机械能（需确定参考平面）或机械能的变化情况4、选择合适的表达式列式求解,.,3、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，g10m/s2则：物体上升的最大高度是多少？上升过程在何处重力势能和动能相等？,v0,h,【解析】物体在空气中只有重力做功，故机械能守恒,初状态设在地面，则：,终态设在h1高处，故：,因机械能守恒：E1=E2,最高点,.,如图两物体质量分别为m和2m，滑轮的质量和摩擦都不计，开始时用手托住2m的物体，释放后，当2m的物体从静止开始下降h后的速度是多少?,课堂练习,系统机械能守恒,.,课堂练习,如图所示，质量为m的物体以某一初速v0从A点向下沿光滑的轨道运动，不计空气阻力，若物体通过最低点B的速度为3，求：(1)物体在A点时的速度；(2)物体离开C点后还能上升多高,AB，机械能守恒,B最高点，机械能守恒,以B点所在平面为参考平面,.,如图所示，以速度v012m/s沿光滑地面滑行的光滑小球，上升到顶部水平的跳板上后由跳板飞出，当跳板高度h多大时，小球飞行的水平距离最大?这个距离是多少?(g=10m/s2),课堂练习,h=3.6mS=7.2m,2.如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动。在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是（）,.,下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是A、做匀速直线运动的物体机械能一定守恒。B、做匀变速直线运动的物体的机械能可能守恒。C、合外力对物体做功为零时机机械能守恒。D、只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒。,课堂练习,BD,物体的机械能是否守恒与物体的运动无关,C,2.如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动。在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是（）,3.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，g10m/s2则：物体上升的最大高度是多少？上升过程在何处重力势能和运动相等？,【解析】物体在空气中只有重力做功，故机械能守恒,以地面为参考点，则：,在最高点动能为零，故：,由E1=E2得：,3.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，g10m/s2则：物体上升的最大高度是多少？上升过程在何处重力势能和运动相等？,v0,h,【解析】物体在空气中只有重力做功，故机械能守恒,初状态设在地面，则：,终态设在h1高处，故：,因机械能守恒：E1=E2,最高点,3.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，g10m/s2则：物体上升的最大高度是多少？上升过程在何处重力势能和动能相等？,v0,h,【解析】物体在空气中只有重力做功，故机械能守恒,初状态设在地面，则：,终态设在h1高处，故：,因机械能守恒：E1=E2,最高点,3.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，g10m/s2则：物体上升的最大高度是多少？上升过程在何处重力势能和动能相等？,初,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，如图所示，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大小为多大？,【解析】：链条下滑时，因桌面光滑，没有摩擦力做功。整根链条总的机械能守恒，可用机械能守恒定律求解。设整根链条质量为m，则单位长度质量为mL,设桌面重力势能为零。初状态：末状态：由机械能守恒定律得：EK1+EP1=EK2+EP2即：,解得,初,末,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，如图所示，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大小为多大？,.,A,O,G,F,C,L,Lcos,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】,.,解：以最低点为零势能面,最低点的O机械能为,最高点的A机械能为,只有重力做功，机械能守恒，得：,.,练习:除1外都不计空气阻力，哪些情况机械能是守恒的？,巩固练习,.,如图所示，把一块质量是3.0kg的石头，从20m高处的山崖上以30角，5m/s的速度朝斜上方抛出。（空气阻力不计）求石头落地时速度的大小。,由机械能守恒定律知：,最低点的B机械能为,最高点的A机械能为,解：,所以，石头落地的速度为：,巩固练习,.,概念：,表达式：,机械能是标量，具有相对性,定律内容,表达式,条件:只有重力或弹簧弹力做功。,课堂小结,机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称,机械能守恒定律,机械能,.,若小球摆到最低点时绳子断裂，小球水平飞出时的离地高度为H，则1.从飞出到落地的时间?2.小球落地时的速度多大？3.落地的速度方向？,例题拓展,A,O,H,.,如图所示，把一块质量是3.0kg