人教版高中物理必修2第七章 机械能守恒定律3. 功率 课件.pptx

7.8机械能守恒定律,教学目标,知识回顾：,1.动能定理：合力所做的总功等于物体动能的变化。,2.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增量的负值（减少量）。,3.弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系：弹簧弹力做的功等于物体弹性势能增量的负值。,4.本章我们学习了那几种能量？如何表示？,1.定义：物体由于做机械运动而具有的能叫做机械能。用符号E表示，它是物体动能和势能的统称。2.表达式：E=Ek+Ep,单位：焦耳。3.机械能是标量。4.机械能具有相对性：一般以地面为参考面和参考系。参考面（零势能面）选择不同，势能的值不同，则机械能数值也不同。正负表示大小。5.系统性：是地球和物体所共有的。,一机械能,动能和势能之间如何转换？,如：物体质量m=2kg在距地面20m高处，以10m/s的水平速度飞行，求它的总机械能为多少？,500J,1、动能和重力势能可以相互转化2、动能和弹性势能可以相互转化通过重力或弹簧弹力做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式。,原因：重力做功,原因：弹簧弹力做功,观察视频,动能和势能之间如何转换？,O,二动能和重力势能间的转换,Ek2+EP2Ek1+EP1,E2E1,E1Ek1+EP1,E2Ek2+EP2,假如物体还受其它力作用,式子是否依然成立?,根据动能定理，有,重力做功在数值上等于物体重力势能的减少量。,由以上两式可以得到,v1,v2,思考,Ek2+EP2Ek1+EP1,即E1E2,在什么情况下机械能守恒？,根据动能定理，有,由以上两式可以得到,结论,在只有重力做功的物体系统内，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变,三动能和弹性势能间的转换,弹簧的弹性势能与小球的动能相互转换,在只有弹簧弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变,四机械能守恒定律,1、内容：在只有重力或弹簧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。,2、守恒条件:只有重力做功或弹簧弹力做功(物体可还受其他力，但其他外力或内力不做功或做功为零）,3、表达式：,E1=E2EK1EP1=EK2EP2（多用于两个及以上物体系统）,是否表示只受重力或弹簧弹力？,Ek增(减）=Ep减（增）,EA减=EB增,说一说,下列实例中哪些情况机械能是守恒的,用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。,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（不计阻力）。,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。,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。,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。,（1）审题，理解题意，发现临界条件，确定研究对象（系统）,应用机械能守恒定律解题的一般步骤：,（2）分析物体的受力，画出受力图，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，画出过程示意图；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）及其增减情况；,（4）选择机械能守恒定律的不同表达式列方程求解。,4.应用机械能守恒定律解题思路,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。,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。,30.如图所示，轻杆OA长2L，其一端连在光滑轴O上，可绕O在竖直平面内转动，其另一端A和中点B各固定一个质量相同的小重球。先使杆静止于水平方向，然后轻轻释放，当轻杆OA摆至轴O下方的竖直位置时，重球A的速度为多少？杆对A球有无做功，若做功则为多少？(空气阻力不计),OBA,例：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,点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关,C,例：一物体沿高度为h的光滑斜面下滑到斜面底端的速度为多大？,使用机械能守恒定律的优点：只要满足守恒的条件，就可利用某两状态的机械能相等，而不必考虑物体的整个运动过程。而牛顿运动定律必须要研究整个运动过程的具体特点。,mg,N,v,a,法二：由于运动过程中只有重力做功，所以机械能守恒,选物体在最高点和底端的两状态,若斜面为光滑曲面，则如何求解？,应用机械能守恒定律的解题步骤,(1)确定研究的系统,(2)对研究对象进行正确的受力分析和运动过程分析,(3)判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件,(4)若满足，则选取零势能参考平面，并确定研究对象在始、末状态时的机械能。,(5)根据机械能守恒定律列出方程，或再辅之以其他方程，进行求解。,26.倾斜轨道与半径为R的圆形轨道相衔接，固定在水平面上，轨道平面在竖直平面内如图所示，一小球自轨道上的A点无初速释放，小球运动过程中的一切阻力不计。A点处高度至少为多少时，才能使小球在轨道上做完整的圆周运动已知C点距水平面的高度h=2R，若小球从C点释放那么小球在何处脱离轨道小球从C点释放那么小球运动过程中所能达到的最大高度是多少？,2.5R；sin2/3；50R/27,27.如图，粗细均匀，两端开口的U形管内装有同种液体，开始时两边液面高度差为h，管中液柱总长度为4h，后来打开阀门让液体自由流动，不计液体间的摩擦阻力.当两液面高度相等时，左侧液面下降的速度为(),A,解：Ek=-Ep,28.如图所示，一小球从倾角为30的固定斜面上的A点水平抛出，初动能为6J，小球落到斜面上的B点，则小球落到B点时动能为多少？,两种方法,14J,系统只有重力或弹簧弹力做功，其他力做功的代数和为零。,理解：系统外力不做功，使系统与外界无能量交换；,系统内力做功的代数和为零，使系统的能量无耗损。,mg,N,问题：如图所示，质量为M的斜面体放在光滑的水平地面上，质量为m的物体静止在倾角为的斜面体上，斜面光滑，判断M和m整个系统机械能是否守恒？,N,WG0,WN0,WN0,WNWN0,所以，整个系统机械能守恒,系统机械能守恒的条件：,29、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,32.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。,31.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