第二章能转化和守恒

第二章能转化和守恒复习：1、本章我们学习了哪几种形式的能？动能、重力势能和弹性势能2、动能和势能如何表示？E弹＝kl

212一、机械能1、概念：动能、重力势能和弹性势能的统称。总机械能为动能和势能之和。2、表达式：2、机械能是标量，具有相对性：先选取参考平面和参考系才能确定机械能。（一般选地面为参考系）例一：物体质量m=2kg在距地面10m高处，以10m/s的水平速度飞行，求它的总机械能为多少？极限运动蹦极2008奥运蹦床冠军何雯娜

二、机械能之间可以互相转化1、重力势能和动能之间可以互相转化2、弹性势能和动能之间可以互相转化3、重力势能和弹性势能之间可以互相转化讨论：请同学们再各举一实例演示实验一：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、能量如何转化？思考：小球能否到达最高点？本实验借助实验目的验证机械能守恒定律自由落体运动实验原理2A2B2121mvmvmgΔh-=？

要证明上式是否成立，需要测量哪些物理量？如何测量这些物理量？测量这些物理量，需要哪些器材？实验器材重物、打点计时器、纸带、交流电源、铁架台、夹子、毫米刻度尺实验步骤与操作1、选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？

我们要求重物作自由落体运动，而阻力是不可避免地存在的，为了减少阻力对实验的影响，应采用密度较大的重物。实验步骤与操作2、安装打点计时器时，应注意什么问题？

计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，计时器要稳定在铁架台上，并将计时器伸出桌外。3、这样做的目的是什么?

减小纸带与限位孔的摩擦带来的实验误差；保证重物有足够的下落空间，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算。实验步骤与操作4、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？先通电源，再释放纸带5、释放纸带时应注意什么问题？

释放重物前，重物应靠近打点计时器，以便能打出较多的点。拉稳纸带的上端，确保重物由静止释放。按如下实验步骤进行实验①按照课本所示装置安装打点计时器②将纸带穿过计时器，下端与重物相连③接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带④及时切断电源，取下纸带，标上纸带号⑤更换纸带，重复以上步骤⑥整理器材，使器材复位实验步骤与操作数据处理讨论：如何选取纸带上的两点作为我们研究过程的起点和终点？

终点可选择倒数第一个点或倒数第二个点，从这一个点向前数4～6个点当起点，可以减小这两个点的瞬时速度以及两点之间距离（高度h）测量的误差。数据处理7113我们可以选取7、13两点，比较它们的机械能E7和E13,以点13为0势能参考点，则有：

EK7＋mgh＝EK13验证：

计时器打下的第一个点作为起始点，适当大距离后选一个点作终点Vh数据处理注意：必须保证纸带上的第一个点迹清晰，且是放手时打下的第一个点。数据处理MkgΔhmVAm/sVBm/s势能减少量mgΔh(J)动能增加量ΔEK(J)1234通过本实验，我们可以得到的结论是：

误差分析

因重物下落中要克服阻力做功，实验的动能增加量必定稍小于重力势能减少量辨析计算物体的速度，可有三种方法第1种方法是根据机械能守恒定律得到的，而我们的目的就是验证机械能守恒定律，所以不能用第2种方法认为加速度为g，由于各种摩擦阻力不可避免，所以实际加速度必将小于g，这样将得到机械能增加的结论，有阻力作用机械能应该是减少的，故这种方法也不能用设物体在下落过程中只受重力作用。由动能定理，得：三、机械能守恒定律1、推导：由得：小球以初速度v0压缩弹簧,接触面光滑.小球在压缩过程中，动能减小，弹簧发生形变，势能增加．此过程中只有弹簧的弹力做功，系统（小球和弹簧）的机械能保持不变思考：小球的机械能变化如何？2、机械能守恒定律表达式：在只有重力和弹力做功的系统内，系统的动能和势能发生互相转化，但总机械能保持不变。3、机械能守恒定律成立的条件：(1)系统内，只有重力和弹簧弹力做功。（除重力和弹簧弹力以外的力不做功或做功的代数和为零）(2)系统内，只有动能和势能的相互转化，并且转化量相等1、在下列实例中运动的物体，不计空气阻力，机械能不守恒的是：

A、起重机吊起物体匀速上升；B、物体做平抛运动；C、圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动；D、一个轻质弹簧上端固定，下端系一重物，重物在竖直方向上做上下振动（以物体和弹簧为研究对象）。A2、下列关于机械能守恒的说法中正确的是：A、物体做匀速直线运动，它的机械能一定守B、物体所受的合力的功为零，它的机械能一定恒C、物体所受的合力于零，它的机械能可能守恒

D、物体所受的合力等于零，它的机械能一定守恒C例二:把质量为m的石头从h高的山崖上以角θ向斜上方抛出，抛出时的初速度v0，求石头落地时的速度vt是多大？（不计空气阻力）解：由机械能守恒可得例三：用细线连接一个小球，绳长L，最大偏角θ。求小球到最低点的速度？1820年奥斯特发现电流的磁效应

电与磁的关系四、能量守恒定律1821年德国物理学家塞贝克发现温差电现象

热和电的联系1831年法拉第发现电磁感应现象电和磁的联系1840年焦耳发现电流的热效应(电和热的联系)

1843年焦耳测定了热功当量的数值力和热的联系1842年德国医生与物理学家迈尔表述了能量守恒定律1847年亥姆霍兹在理论上概括和总结能量守恒定律能量守恒定律的内容能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。这就是能量守恒定律。确定能量守恒成立的两类重要事实依据：1、永动机的不可能性2、各种自然现象之间的相互联系．永动机：不需要任何外界动力而持续对外做功的机器永动机