物理必修Ⅱ人教版7.8机械能守恒定律件(共23张)教学文稿

1、7.8机械能守恒定律机械能守恒定律第一页，共23页。一、机械能一、机械能1 1、概概 念念：动能、重力势能和弹性动能、重力势能和弹性(tnxng)势能的统称。势能的统称。物体的动能和势能物体的动能和势能(shnng)之和称为机械能之和称为机械能2 2、表达式：、表达式：3 3、机械能特性、机械能特性(txng):(txng): （3）具有相对性）具有相对性（2）是状态量）是状态量（4）是）是系统系统共有的共有的(1)是标量是标量但有正负，正负表示大小但有正负，正负表示大小要选取零势能参考平面要选取零势能参考平面第二页，共23页。二、二、1、内容：在只有重力或弹力、内容：在只有重力或弹力(tnl

2、)做功的物体系统内，动能做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。vGOBCFF弹弹G2 2、守恒条件、守恒条件: :只有重力做功只有重力做功(zugng)(zugng)或弹力做功或弹力做功(zugng)(zugng)只有重力只有重力(zhngl)做功做功（1）只受重力不受其它力（如）只受重力不受其它力（如自由落体自由落体 ，各种抛体运各种抛体运 动）动）vv0GGGGGG（2）除）除受受重力外，还受其它力，但重力外，还受其它力，但其它力不做功其它力不做功光滑曲面光滑曲面光滑斜面光滑斜面GFNGFN（3 3）除受重力外，还受其）除

3、受重力外，还受其它它力，但力，但其它力做功其它力做功代数代数和为零和为零地球地球地球地球第三页，共23页。vE.E.光滑水平面上运动的小球，光滑水平面上运动的小球，把弹簧把弹簧(tnhung)(tnhung)压缩后又被弹回来。压缩后又被弹回来。F物体物体(wt)沿粗糙的斜面匀速下滑沿粗糙的斜面匀速下滑不考虑不考虑(kol)空气阻空气阻力力FO绳第四页，共23页。2.(2.(多选）关于机械能是否守恒多选）关于机械能是否守恒(shu hn)(shu hn)的的叙述，正确的是叙述，正确的是 B D B D A A作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒(shu hn)

4、(shu hn)B B作匀变速运动的物体机械能可能守恒作匀变速运动的物体机械能可能守恒(shu (shu hn)hn)C C外力对物体做功为零时，机械能一定守恒外力对物体做功为零时，机械能一定守恒(shu hn)(shu hn)D D只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒(shu hn)(shu hn)物体沿粗糙物体沿粗糙(cco)的斜面匀速下滑的斜面匀速下滑vGv0GGGG机械能守恒的条件绝不是合力的功等于零，更不是合力等于机械能守恒的条件绝不是合力的功等于零，更不是合力等于零，而是看是否只有重力或弹簧零，而是看是否只有重力或弹簧(tnhung)弹力做功

5、弹力做功第五页，共23页。 3. 如图所示，在水平桌面上的点有一个质量为如图所示，在水平桌面上的点有一个质量为m的物体以初速度的物体以初速度v0被抛出，不计空气阻力，当它到被抛出，不计空气阻力，当它到达达(dod)B点时，其动能为（点时，其动能为（ ）A. B. C. D. 2201122mghmvmvB第六页，共23页。 4. 机械能守恒定律的适用条件，下列说法中机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是正确的是 A.只有重力和弹力作用时，机械能才守恒只有重力和弹力作用时，机械能才守恒B.当有其他外力作用当有其他外力作用(wi l zu yn)时，只时，只要合外力为零，机械能守恒要合外力为

6、零，机械能守恒C.当有其他外力作用当有其他外力作用(wi l zu yn)时，只时，只要其他外力不做功，机械能守恒要其他外力不做功，机械能守恒D.炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒所以爆炸前后机械能守恒 C第七页，共23页。 5. 物体在平衡力作用下运动物体在平衡力作用下运动(yndng)的过程的过程中，下列说法正确的是中，下列说法正确的是 A.机械能一定不变机械能一定不变B.物体的动能保持不变，而势能一定变化物体的动能保持不变，而势能一定变化C.若物体的势能变化，则机械能一定变化若物体的势能变化，则机械能一定变化D.若物体的

7、势能变化，则机械能不一定有变化若物体的势能变化，则机械能不一定有变化 PkEEE物体沿粗糙的斜面匀速下滑物体沿粗糙的斜面匀速下滑c第八页，共23页。 6. 下列过程中，运动物体机械能守恒的是下列过程中，运动物体机械能守恒的是（ B ） A.物体沿斜面匀速下滑物体沿斜面匀速下滑B.物体沿水平面做匀速直线运动物体沿水平面做匀速直线运动C.物体在竖直物体在竖直(sh zh)平面内做匀速圆周平面内做匀速圆周运动运动D.物体竖直物体竖直(sh zh)向下做匀速直线运动向下做匀速直线运动 PkEEEO绳第九页，共23页。7.如图所示，质量为如图所示，质量为m的小球以速度的小球以速度v0离开桌面，若以桌离开

8、桌面，若以桌面为零势能面为零势能(shnng)面，则它经过面，则它经过A点时所具有的机械点时所具有的机械能是能是(不计空气阻力不计空气阻力) ()C第十页，共23页。GFT例例. .把一个小球用细线悬挂起来，就成为把一个小球用细线悬挂起来，就成为(chngwi)(chngwi)一一个摆，如图所示，摆长为个摆，如图所示，摆长为l,l,最大偏角为最大偏角为。如果阻力可。如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度是多大？以忽略，小球运动到最低位置时的速度是多大？OBAl分析：分析：（1 1）小球从）小球从A A摆动到摆动到O O过程中受哪些力？过程中受哪些力？ （2 2）其中有哪些力对小球做功？）

9、其中有哪些力对小球做功？（3 3）是否）是否(sh fu)(sh fu)满足机械能守恒的条件满足机械能守恒的条件？（4 4）小球运动的初末状态的机械能怎么确定？）小球运动的初末状态的机械能怎么确定？ 重力重力(zhngl)(zhngl)和和绳的拉力绳的拉力 仅有重力做功仅有重力做功满足机械能守恒满足机械能守恒选择选择零势能零势能参考平面参考平面第十一页，共23页。最高最高A点：点：最低最低O点：点：由机械能守恒由机械能守恒得得P1(cos )Emg ll k10EP20E2k 212EmvP1k1P2k2EEEE解：取最低点所在平面解：取最低点所在平面(pngmin)(pngmin)为参考平面

10、为参考平面(pngmin)(pngmin)2(1cos )vgl OBAl21(cos )2mg llmv第十二页，共23页。例例2.2.如图为翻滚过山车示意图，圆轨道的半径如图为翻滚过山车示意图，圆轨道的半径为为10m10m，为了安全，则过山车由静止开始，为了安全，则过山车由静止开始(kish)(kish)向下运动时离地至少多高？（不考虑向下运动时离地至少多高？（不考虑空气阻力和摩擦阻力）空气阻力和摩擦阻力）hBA以地面为参考以地面为参考(cnko)平面。平面。2212BmvRmgmghRmvmgB2mgRmvB21212mRRh25212在最高点在最高点B BGFNG第十三页，共23页。.

11、机械能守恒机械能守恒(shu hn)判判断的方法：断的方法：B、从能量转化角度、从能量转化角度(jiod)分析分析 只有重力只有重力(zhngl)做功或弹力做功做功或弹力做功A、从做功、从做功角度分析分析 C 、从机械能的定义看、从机械能的定义看PkEEE看看动能和势能各自如何变化，再看动能和势能的和是否变化动能和势能各自如何变化，再看动能和势能的和是否变化 特别特别： 涉及滑动摩擦力做功涉及滑动摩擦力做功，机械能一般不守恒，机械能一般不守恒 第十四页，共23页。3 3、表达式：、表达式：(1)从守恒从守恒(shu hn)角角度度Ek1+p1=Ek2+Ep222112211mvmghmvmgh

12、22要选取要选取(xunq)零势能参零势能参考平面考平面E1E2第十五页，共23页。(1)(1)确定确定(qudng)(qudng)研究对象，明确运研究对象，明确运动过程动过程(2)(2)对研究对象进行正确的受力分析，判定各个对研究对象进行正确的受力分析，判定各个(gg)(gg)力是否做功，并分析是否符合机械能守恒力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件的条件(3)(3)恰当地选取恰当地选取(xunq)(xunq)参考平面，并确定研究参考平面，并确定研究对象在初、末状态时的机械能对象在初、末状态时的机械能(4)(4)根据机械能守恒定律根据机械能守恒定律列出方程列出方程，进行求解，进行求解机械

13、能守恒定律的解题步骤：机械能守恒定律的解题步骤：第十六页，共23页。例例3.3. a a、b b、c c三球自同一高度以相同速率三球自同一高度以相同速率(sl)(sl)抛抛出，出，a a球竖直上抛，球竖直上抛，b b球水平抛出，球水平抛出，c c球竖直下抛设球竖直下抛设三球落地的速率三球落地的速率(sl)(sl)分别为分别为vava、vbvb、vcvc，则，则 A AvavavbvbvcvcB Bva=vbva=vbvcvcC Cvavavb=vcvb=vcD Dva=vb=vcva=vb=vc2201122mvmghmvGGv0GGGGv0v0202vvgh2201122mghmvmv以地面

14、以地面(dmin)为参为参考平面。考平面。第十七页，共23页。 应用应用(yngyng)机械能守恒定律解决问题，机械能守恒定律解决问题，只需考虑运动的初状态和末状态，不必考虑两只需考虑运动的初状态和末状态，不必考虑两个状态间过程的细节。如果直接用牛顿定律解个状态间过程的细节。如果直接用牛顿定律解决问题，需要分析过程中各种力的作用，而这决问题，需要分析过程中各种力的作用，而这些力又往往在变化着，因此一些难于用牛顿定些力又往往在变化着，因此一些难于用牛顿定律解决的问题，应用律解决的问题，应用(yngyng)机械能守恒定机械能守恒定律则易于解决。律则易于解决。第十八页，共23页。3 3、表达式、表达

15、式：(1)从守恒从守恒(shu hn)角度角度Ek1+p1=Ek2+Ep2201mvmgh222112211mvmghmvmgh22E1E2(2)从转化从转化(zhunhu)角度角度势能（或动能势能（或动能(dngnng)）的减少量等于动能）的减少量等于动能(dngnng)（或势（或势能）的增加量能）的增加量 (不用选零势能参考平面不用选零势能参考平面)(要选零势能参考平面要选零势能参考平面)v0第十九页，共23页。 练习练习8. 以相同大小的初速度将物体从同一以相同大小的初速度将物体从同一(tngy)水平面分别水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面（足够长）上滑，如图所示，竖直上抛、斜上抛、

16、沿光滑斜面（足够长）上滑，如图所示，三种情况达到的最大高度分别为三种情况达到的最大高度分别为h1、h2和和h3，不计空气阻力，不计空气阻力（斜上抛物体在最高点的速度方向水平），则（斜上抛物体在最高点的速度方向水平），则（ ）A. B. C. D. 201mvmgh2GGGFN201mvmgh2201mgh=0-mv2第二十页，共23页。 9. 如图所示，在地面上以速度如图所示，在地面上以速度(sd)抛出质量为抛出质量为m的物的物体，抛出后物体落到比地面低体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上，若以地面的海平面上，若以地面为零势能面而且不计空气阻力，则为零势能面而且不计空气阻力，则物体落到海平面

17、时的势能为物体落到海平面时的势能为mgh物体从抛出到落到海平面的过程，重力对物体做功为物体从抛出到落到海平面的过程，重力对物体做功为mgh物体在海平面上的动能为物体在海平面上的动能为物体在海平面上的机械能为物体在海平面上的机械能为其中正确的是（其中正确的是（ ）A.B.C.D. 2201122mvmghmv 以地面为参考以地面为参考(cnko)平面。平面。2201122mghmvmv第二十一页，共23页。例题例题4.4.如图为翻滚过山车示意图，圆轨道的半径为如图为翻滚过山车示意图，圆轨道的半径为10m10m，为了安全，则过山车由静止开始向下，为了安全，则过山车由静止开始向下(xin (xin

18、xi)xi)运动时离地至少多高？（不考虑空气阻力和摩运动时离地至少多高？（不考虑空气阻力和摩擦阻力）擦阻力）hBA以地面为参考以地面为参考(cnko)平面。平面。2212BmvRmgmghRmvmgB2在最高点在最高点B BGFNG势能的减少量等于势能的减少量等于(dngy)动能的增动能的增加量加量(2 )mg hR212Bmv第二十二页，共23页。【例【例5 5】一条长为】一条长为L L的均匀链条，放在光滑水平桌面上，的均匀链条，放在光滑水平桌面上，链条的一半垂于桌边，如图所示由静止链条的一半垂于桌边，如图所示由静止(jngzh)(jngzh)开始使开始使链条自由滑落，当它全部脱离桌面时的速度为多大链条自由滑落，当它全部脱离桌面时的速度为多大? ?【解析】因桌面光滑，链条【解析】因桌面光滑，链条(li