高一物理课件 23 能量守恒定律

1、 第三节第三节能量守恒定律能量守恒定律极限运动蹦极极限运动蹦极20082008奥运蹦床冠军何雯娜奥运蹦床冠军何雯娜 上升过程 下落过程 势能 动能 增加 减小 势能 动能 减少 增加 一、机械能的转化和守恒的实验探究一、机械能的转化和守恒的实验探究 1 1、实验探究：、实验探究：（1 1）实验设计：）实验设计：夹子夹子打点计时器打点计时器纸带纸带重物重物？铁架台铁架台（1 1）实验中打点记时器的安装，纸带和限位孔必须在）实验中打点记时器的安装，纸带和限位孔必须在同一竖直线上，以减少摩擦力同一竖直线上，以减少摩擦力（2 2）实验时，必须先接通电源，让打点记时器工作）实验时，必须先接通电源，让打点

2、记时器工作正常后才松开纸带让重锤下落正常后才松开纸带让重锤下落（3 3）打点记时器必须接）打点记时器必须接50Hz50Hz交流低压电源交流低压电源. .（4 4）挑选一条点迹清晰且第）挑选一条点迹清晰且第1 1、2 2点间距约为点间距约为2mm2mm的纸的纸带进行测量。带进行测量。（5 5）实验中，只要验证）实验中，只要验证ghgh是否等于是否等于v v2 2/2/2即可，不用测即可，不用测重锤的质量。重锤的质量。误差分析：由于重锤克服阻力作功，所误差分析：由于重锤克服阻力作功，所以动能增加量略小于重力势能减少量。以动能增加量略小于重力势能减少量。 （2 2）实验中的注意事项：）实验中的注意事

3、项：当物体只有重力做功时，重力势能和动当物体只有重力做功时，重力势能和动能相互转化，机械能保持不变。能相互转化，机械能保持不变。（3 3）实验结论：）实验结论： 2 2、理论验证：、理论验证： 质量为质量为m的物体自由下落过程中，经过高度的物体自由下落过程中，经过高度h1的的A点时速度为点时速度为v1，下落至高度，下落至高度h2的的B点处速度为点处速度为v2，不计空气阻力，试分析物体下落过程中能量，不计空气阻力，试分析物体下落过程中能量的转化情况？的转化情况？h1v1v2mh2ABh1V1h2V2AB 由重力做功由重力做功与重力势能关与重力势能关系系 ABAB动能定理：动能定理： 由以上两式：

4、由以上两式： 即：即：1122pkpkEEEE1212222121mghmvmghmv2121222121mghmghmvmv1221222121kkGEEmvmvW2121ppGEEmghmghW二、机械能守恒定律二、机械能守恒定律1212222121mghmvmghmv12EE1122pkpkEEEE1 1、内容：在只有重力做功的情况下，物体的动、内容：在只有重力做功的情况下，物体的动能与重力势能可以发生相互转化，但机械能的能与重力势能可以发生相互转化，但机械能的总量保持不变。总量保持不变。2 2、表达式：、表达式： 3 3、对机械能守恒定律条件的理解：、对机械能守恒定律条件的理解：v1v

5、GG例题例题1 1下列运动能满足机械能守恒的是：下列运动能满足机械能守恒的是：A A、石头从手中抛出后的运动（不计空气阻力）、石头从手中抛出后的运动（不计空气阻力）B B、子弹穿木块、子弹穿木块C C、吊车将货物匀速吊起、吊车将货物匀速吊起D D、降落伞在空中匀速下降、降落伞在空中匀速下降( A )( A )例、从离地面高例、从离地面高H=20mH=20m处以处以v v=10m/s=10m/s的初速度水的初速度水平抛出一个质量为平抛出一个质量为m=1kgm=1kg的铁球，铁球下落过的铁球，铁球下落过程中在离地程中在离地h=5mh=5m高处时的速度是多大？（不考高处时的速度是多大？（不考虑空气阻

6、力）虑空气阻力）v0Hh（1 1）确定研究对象和研究过程；）确定研究对象和研究过程；4 4、应用机械能守恒定律解题的一般步骤：、应用机械能守恒定律解题的一般步骤：（2 2）对研究对象进行受力分析，明确各个力）对研究对象进行受力分析，明确各个力的做功情况，判断是否符合机械能守恒的条的做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件；件；（3 3）若符合，恰当的选取零势能面，确定物）若符合，恰当的选取零势能面，确定物体初、末状态的机械能；体初、末状态的机械能；（4 4）根据机械能守恒定律）根据机械能守恒定律列方程列方程求解。求解。例：以例：以v=10m/sv=10m/s的速度将质量为的速度将质量为m=2kg

7、m=2kg的的物体竖直向上抛出。若忽略空气阻力，物体竖直向上抛出。若忽略空气阻力，求（求（1 1）物体上升的最大高度）物体上升的最大高度; ;（2 2）上升过程中何处重力势能和动能相）上升过程中何处重力势能和动能相等？等？ 5 5、对机械能守恒定律的补充和完善、对机械能守恒定律的补充和完善课堂练习课堂练习1 1、质量为、质量为m m的滑块沿着高为的滑块沿着高为h h，常为，常为l l的粗糙的粗糙斜面恰能匀速下滑，在滑块从斜面顶端下斜面恰能匀速下滑，在滑块从斜面顶端下到底端的过程中：到底端的过程中：A A、重力对滑块所做的功等于、重力对滑块所做的功等于mghmghB B、滑块克服阻力所做的功等于

8、、滑块克服阻力所做的功等于mghmghC C、滑块的机械能守恒、滑块的机械能守恒D D、合力对滑块所做的功不确定、合力对滑块所做的功不确定( AB )( AB )h hL LN Nf fmgmg2 2、在距地面高度为在距地面高度为15m15m的地方，以的地方，以30m/s30m/s得得初初速度竖直上抛一个物体（不计空气阻力）速度竖直上抛一个物体（不计空气阻力）问：问：（1 1）在离地面多少米处，其重力势能等于）在离地面多少米处，其重力势能等于动能动能（2 2）经过多长时间，其重力势能为动能的）经过多长时间，其重力势能为动能的2 2倍倍 （以地面为零势能参考面，取（以地面为零势能参考面，取g=1

9、0m/s2g=10m/s2）221mvmgh 解：（解：（1 1）由机械）由机械能守恒得：能守恒得： （2 2）同理，由机）同理，由机械能守恒得：械能守恒得：221vmhmg2021gttvh由运动学公式得：由运动学公式得：v1v2（2 2）在只有重力、弹力做功的情形下，物体）在只有重力、弹力做功的情形下，物体的动能和势能可以发生相互转化，但系统机的动能和势能可以发生相互转化，但系统机械能的总量保持不变。械能的总量保持不变。（1 1）在只有弹力做功的情形下，物体的动能和）在只有弹力做功的情形下，物体的动能和弹性势能可以发生相互转化，但系统机械能的总弹性势能可以发生相互转化，但系统机械能的总量保

10、持不变。量保持不变。三、能量守恒定律（2 2）一个物体能量的增加，必然存在其他物）一个物体能量的增加，必然存在其他物体能量的减少，且这个物体能量的增加量等体能量的减少，且这个物体能量的增加量等于其他物体能量的减少量于其他物体能量的减少量1 1、内容：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，、内容：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或丛一个物它只能从一种形式转化为另一种形式，或丛一个物体转移到另一个物体，在转移或转化过程中其总量体转移到另一个物体，在转移或转化过程中其总量保持不变。保持不变。2 2、对能量守恒定律的理解：、对能量守恒定律的理解：（1 1）一种能量的

11、增加，必然存在其他能量的）一种能量的增加，必然存在其他能量的减少，且这种能量的增加量等于其它能量的减减少，且这种能量的增加量等于其它能量的减少量；少量；随堂练习随堂练习1 1、在下列的物理过程中，机械能守恒的有、在下列的物理过程中，机械能守恒的有A A把一个物体竖直向上匀速提升的过程把一个物体竖直向上匀速提升的过程B B人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程C C汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的 过程过程D D从高处竖直下落的物体落在竖立的轻弹簧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、物体和地上，压缩弹簧的过程，对弹簧、物体和地球这一系统球这一系统（ BDBD）2 2、如图所示，桌面离地高为、如图所示，桌面离地高为h