机械能守恒定律公开课课件

1、知识回顾知识回顾1. 重力势能公式重力势能公式 2.重力做功和重力势能的关系式？重力做功和重力势能的关系式？3.动能定理的表达式？动能定理的表达式？ 21PPEEWG221mvEkmghEP12KKEEW合动能的公式动能的公式能量：能量：energy 做功：做功：work 一、机械能一、机械能PkEEE2 2、机械能机械能包括包括动能、重力势能、弹性势动能、重力势能、弹性势能能， 用符号用符号 E E 表示表示。3.3.机械能是机械能是标量标量，具有，具有相对性相对性1.1.概念：概念：2.2.表达式：表达式：1 1、定义：物体的动能和势能之和称为、定义：物体的动能和势能之和称为物体的机械能。

2、物体的机械能。 质量为质量为2Kg2Kg的小球在距离地面的小球在距离地面10m10m高处瞬时速度高处瞬时速度是是10m/s10m/s，求出此刻小球的机械能，求出此刻小球的机械能?(g=10m/s?(g=10m/s2 2) ) （以地面为参考面或者以抛出点为参考面）（以地面为参考面或者以抛出点为参考面）练一练练一练h=10mv= 10m/smA重力做功：动能重力做功：动能 重力势能重力势能弹力做功：动能弹力做功：动能 弹性势能弹性势能二、机械能之间可以互相转化二、机械能之间可以互相转化即即通过重力或弹簧弹力做功，机械能可以从一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。种形式转

3、化成另一种形式。0808奥运蹦床冠军何雯娜奥运蹦床冠军何雯娜 小钢球小钢球GFvf小球摆动实验小球摆动实验试分析：试分析：1.1.小球受哪些力的作用？小球受哪些力的作用？2.2.哪些力对小球做功？哪些力对小球做功？3.3.能量之间有转化吗？能量之间有转化吗？mgmgF FmgmgF F小球摆到另一侧相同高度说明了什么？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？小球的能量转化有定量的关系吗？ 情境：情境：质量为质量为mm的物体自由下落过的物体自由下落过程中，经过高度程中，经过高度h h1 1的的A A点时速度为点时速度为v v1 1，下落至高度下落至高度h h2 2的的B

4、B点处速度为点处速度为v v2 2，不计，不计空气阻力，取地面为参考平面，试写出空气阻力，取地面为参考平面，试写出物体在物体在A A点时的机械能和点时的机械能和B B点时的机械点时的机械能，并找到这两个机械能之间的数量关能，并找到这两个机械能之间的数量关系。系。h1v1v2mh2ABA A点点B B点点12121mghmvEEEPAkAA22221mghmvEEEPBkBBh1v1v2mh2AB由以上两式得由以上两式得2221121122mvmvmghmgh2222111122mvmghmvmgh移项得移项得2211kpkpEEEE结论结论地面为参考面地面为参考面由根据动能定理得由根据动能定理

5、得GW21222121mvmv 由重力做功与重由重力做功与重力势能的关系得力势能的关系得GW21mghmgh 在在只有重力做功只有重力做功的物体系内，的物体系内，动能和重力势能可以相互转化，而动能和重力势能可以相互转化，而机械能的总量保持不变。机械能的总量保持不变。同样可以证明：同样可以证明： 在在只有弹簧弹力做功只有弹簧弹力做功的物体系的物体系内，动能与势能可以相互转化，而内，动能与势能可以相互转化，而物体机械能的总量也保持不变。物体机械能的总量也保持不变。结结 论论1 1. .内容：内容：在只有在只有重力重力或或弹力弹力做功的物体系统做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而内，动能和势

6、能可以互相转化，而总的机械能保持总的机械能保持不变不变。2 2. .表达式：表达式：1122pkpkEEEE条件条件12EE 或者：三、机械能守恒定律三、机械能守恒定律1.动能增加，势能一定减小，动能增加，势能一定减小，并且，动能增加量等于势能减小量。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，动能减小，势能一定增加，并且，动能减小量等于势能增加量。并且，动能减小量等于势能增加量。pkEE（动能的增加等于势能的减少）（动能的增加等于势能的减少）或或守恒和相等的区别守恒和相等的区别 1. 1.守恒：守恒：如果某一个物理量在某个如果某一个物理量在某个过程中始终保持不变，那么我们就过

7、程中始终保持不变，那么我们就说这个物理量在此过程中守恒说这个物理量在此过程中守恒. .2.2.相等：相等：如果一个物理量在两点的如果一个物理量在两点的值一样，那么我们就说这个物理量值一样，那么我们就说这个物理量在这两点相等在这两点相等. .机械能守恒定律成立的条件：机械能守恒定律成立的条件： 只有重力或系统内弹簧弹力做功，其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）它力不做功（或其它力合力所做功为零）A A、从做功角度分析、从做功角度分析B B、从能量转化角度分析、从能量转化角度分析 只有系统内动能和势能相互转化，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

8、能）转化。无其它形式能量之间（如内能）转化。 只有重力或弹力做功只有重力或弹力做功. . 下列所述的实例中（均不计空气阻力），下列所述的实例中（均不计空气阻力），机械能守恒的是（机械能守恒的是（ ）（多选）（多选） A. A.石块自由下落的过程石块自由下落的过程 B. B.人乘电梯加速上升的过程人乘电梯加速上升的过程 C. C.投出的铅球在空中运动的过程投出的铅球在空中运动的过程 D. D.木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程A C练一练练一练AOGFCLhLcos 把一个小球用把一个小球用细绳悬挂起来，就细绳悬挂起来，就成为一个摆。摆长成为一个摆。摆长为为L L，最大偏角

9、为，最大偏角为。小球运动到最底位小球运动到最底位置时的速度是多大？置时的速度是多大？cosLL)cos1 ( L解：解： 以最低点为零势能面以最低点为零势能面221)cos1 (mvmgL)cos1(2gLv)cos1 (1mgLE2221mvE 最低点的最低点的O O机械能为机械能为最高点的最高点的A A机械能为机械能为只有重力做功，机只有重力做功，机械能守恒，得：械能守恒，得：12EE AOC ChcosL)cos1 (L机械能守恒定律解题的一般步骤机械能守恒定律解题的一般步骤 (1) (1) 选取选取研究对象研究对象( (物体或系统物体或系统) ) (2)(2)对研究对象受力分析，对研究

10、对象受力分析，判断机械能是否判断机械能是否守恒守恒。(3)(3)恰当选取参考平面恰当选取参考平面，确定研究对象初状，确定研究对象初状态和末状态的机械能。态和末状态的机械能。(4)(4)利用机械能守恒定律列方程，求解。利用机械能守恒定律列方程，求解。跳水运动员从跳水运动员从10 m10 m高的跳台上跳下，在运高的跳台上跳下，在运动员下落的过程中动员下落的过程中( )( )A A运动员的动能增加，重力势能增加运动员的动能增加，重力势能增加 B B运动员的动能减少，重力势能减少运动员的动能减少，重力势能减少C C运动员的动能减少，重力势能增加运动员的动能减少，重力势能增加 D D运动员的动能增加，重

11、力势能减少运动员的动能增加，重力势能减少D巩固练习巩固练习练习练习:除除1外都不计空气阻力，哪些情况机械能是守恒的？外都不计空气阻力，哪些情况机械能是守恒的？1.1.跳伞员利用降落伞在空跳伞员利用降落伞在空气中匀速下落气中匀速下落2.2.用力用力F F拉着一个物体沿着拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升光滑的斜面匀速上升3. 3. 用细绳系一小球，使小球用细绳系一小球，使小球在竖直平面内做圆周运动在竖直平面内做圆周运动 4 4轻弹簧拴一小球在竖直轻弹簧拴一小球在竖直方向做往复运动方向做往复运动mgmgmgmgFFFF弹NF巩固练习巩固练习如图所示，把一块质量是如图所示，把一块质量是3.0kg3.

12、0kg的石头，从的石头，从20m20m高处的山崖高处的山崖上以上以3030角，角，5 m/s5 m/s的速度朝斜上方抛出。（空气阻力不计）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。求石头落地时速度的大小。2202121mvmvmgh由机械能守恒定律知：由机械能守恒定律知：21EE 20121mvmghE2221mvE 最低点的最低点的B B机械能为机械能为最高点的最高点的A A机械能为机械能为解：解：所以，石头落地的速度为：所以，石头落地的速度为：巩固练习巩固练习smvghv/25220概概 念：念：表达式：表达式：PkEEE机械能是标量，具有相对性机械能是标量，具有相对性

13、定律内容定律内容表达式表达式条件条件: :只有重力或弹簧弹力做功。只有重力或弹簧弹力做功。2212211122mvmghmvmgh1122kpkpEEEE21EE 课堂小结机械能是机械能是动能、重力势能、动能、重力势能、弹性势能弹性势能的统称的统称机械能守恒定律机械能守恒定律机械能机械能1、英才园地、英才园地2 2、p78p78页（页（1414）题）题课后作业课后作业一小球在真空中自由下落，另一同样小球在一小球在真空中自由下落，另一同样小球在黏性较大的液体中由静止开始下落。下落相黏性较大的液体中由静止开始下落。下落相同高度。同高度。1.1.重力做的功是否相同？重力做的功是否相同？2.2.重力势

14、能的变化相等吗？重力势能的变化相等吗？3.3.重力势能分别转化成什么形式的能量。重力势能分别转化成什么形式的能量。 共同分析思考与讨论共同分析思考与讨论如图长如图长L=0.4mL=0.4m的细绳上端固定，的细绳上端固定，下端系一个质量下端系一个质量m=0.1kgm=0.1kg的小球的小球. .将小球拉起至细绳与竖直方向将小球拉起至细绳与竖直方向成成6060角的位置，然后无初速角的位置，然后无初速释放释放. .不计各处阻力，求小球通不计各处阻力，求小球通过最低点时，细绳对小球拉力过最低点时，细绳对小球拉力多大？取多大？取g=10m/sg=10m/s2 2. .例题拓展例题拓展60600 0若小球摆到最低点时绳子断若小球摆到最低点时绳子断裂，小球水平飞出时的离地裂，小球水平飞出时的离地高度为高度为H H，则，则1.1.从飞出到落地的时间从飞出到落地的时间? ?2.2.小球落地时的速度多大？小球落地时的速度多大？3.3.落地的速度方向？落地