高一物理8.4机械能守恒定律课件

7.8机械能守恒定律ABhh1.小球从一个斜面的某一高度由静止滑下，会运动到另一个斜面的什么位置？经历了哪几个运动过程？这些过程各有什么特点？思考小球高度降低的同时，速度在增加；高度升高的同时，速度在减小。伽利略斜面实验一、追寻守恒量

实验表明斜面上的小球在运动过程中好像“记得”自己起始的高度（或与高度相关的某个量）。

后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。ABhh

v0h1h2ABv1v2AABBh1h2v1v2h1h2v1v2

自由落体与上抛二、动能、势能的相互转化弹性势能与动能之间的转化

物体光滑斜面的下滑

物体由于惯性沿光滑斜面上升定义：机械能是动能、重力势能、弹性势能总和的统称，用符号E表示

1．机械能:机械能为动能与势能（重力势能、弹性势能）之和，E=Ek+Ep.2．机械能是标量，具有相对性.3．机械能是可以转化的.三、机械能v0h1h2ABv1v2AABBh1h2v1v2h1h2v1v2质量为的m物体自由落体、平抛、光滑斜面上滑下

由动能定理可得

由变形可得E2=E1四、机械能定恒定律

同样可以证明，在只有(弹簧）弹力做功的系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变。内容：在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。

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，其它力不做功（或其它力合力所做功为零）质点机械能守恒定律的表达式：守恒式ΔE=0E2=E1转化式应用时，必须指明零势能参考面△EK＝-△EP或△EP＝-△EK应用时，不必指明零势能参考面系统机械能守恒定律的表达式：守恒式（必须指明零势能参考面）ΔE=0E2=E1转化式系统中只有弹簧弹力与重力做功△EK＝-△EP或△EP＝-△EK应用时，不必指明零势能参考面系统中不含弹簧：EK2+EP2＝EK1+EP1系统中只有弹簧弹力做功：EK2+EP2＝EK1+EP1转移式△EA＝-△EB机械能是否守恒的判断：1.质点机械能守恒的判断依据：只有重力做功，其它力不做功或其它力做功代数为零。（1）只受重力：各类抛体运动，如自由落体、平抛、斜抛（2）受重力与弹力，弹力不做功,只有重力做功，：物体沿光滑斜面、曲面无摩擦的自由上升与下滑，轻绳、轻杆带动小球在竖直平面力做圆周运动。（3）受许多力，只有重力做功，其它力不做功或其它力做功代数为零.2.含弹簧的系统机械能守恒的判断依据：只有弹簧的弹力做功，动能与弹性势能之和保持不变。只有弹簧的弹力与重力做功，其它力不做功或其它力做功代数为零，动能、重力势能、弹性势必能之和保持不变。3.多物体系统机械能守恒的判断依据：系统与外界没有机械能的转移，系统内部没有机械能与其他形式能的转化，则机械能守恒。跳伞员利用降落伞在空中匀速下落。物快在粗糙斜面上下滑。1.判断下列现象中机械能是否守恒？不考虑空气阻力不考虑空气阻力不考虑空气阻力轨道摩擦。质点机械能守恒2.下列所述的实例中（均不计空气阻力），机械能守恒的是（）（多选）A.石块自由下落的过程B.人乘电梯加速上升的过程C.投出的铅球在空中运动的过程D.木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程AC3.将一物体以速度v0从地面竖直上抛，当物体运动到某高度时，他的动能恰为重力势能的一半，不计空气阻力，则这个高度为：A.v2/g B.v2/2gC.v2/3g D.v2/4g单项3、跳伞运动员从高空下落时，在他张伞后，所受的空气阻力等于运动员和伞的总重力时，运动员具有的机械能：A．动能、势能和总机械能都不变B．重力势能减少，动能增加，总机械能不变C．重力势能减少，动能不变，总机械能减少D．重力势能不变，动能为零，总机械能不变

（

C）4.一个质量为m的物体以a=2g的加速度竖直向下加速运动，则在此物体下降h高度的过程中，物体的：A．重力势能减少了2mghB．动能增加了2mghC．机械能保持不变D．机械能增加了mgh5.一个人站在阳台上，以相同的速率v0分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出不计空气阻力测三球落地时的速率（速度大小叫速率）：A．上抛球最大B．下抛球最大C．平抛球最大D．三球一样大单项6.有三个质量都是m的小球a、b、c，以相同的速度v0在空中同一位置分别竖直向上、水平和竖直向下抛出，三球落地时（不计空气阻力）：A.动能不同B.重力做功不同C.机械能相同D.重力势能变化量不同单项7。已知小球在离桌面高H处自由下落，桌面离地高h，以桌面为参考平面，则小球落地时的机械能为（）

A、mgh

B、mgH

C、mg（H+h）

D、mg（H-h）HhB8、下列实例中满足机械能守恒定律的是A．加速上升的气球B．在空中匀速下落的树叶C．斜向上抛出的铅球（不计空气阻力）D．在竖直平面内作匀速圆周运动的小球C9、物体从离地高h处由静止开始下落，不计空气阻力，以地面为重力势能零参考面，则当物体重力势能是其动能4倍时，物体离地高度A、0.2hB、0.4hC、0.6hD、0.8hD10、物体以速度v从地面竖直上抛，当物体运动到某高度时，动能恰为重力势能一半，不计空气阻力，则这个高度为：（）A、v2/g B、v2/2gC、v2/3g D、v2/4gCAD11、一物体自由下落，重力做2J功，则（）A、该物体重力势能减少2JB、该物体重力势能增加2JC、该物体动能减少2JD、该物体动能增加2J12：以10m/s的速度将质量为m的物体竖直向上抛出。若忽略空气阻力，求（1）物体上升的最大高度（2）上升过程中何处重力势能和动能相等？（1）5m(2)2.5m13如图所示，把一块质量是3.0kg的石头，从20m高处的山崖上以30°角，5m/s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。14如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动.图C中的木块向上运动.在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是：受重力与弹力，弹力不做功，重力做功AOGFCLθhL·cosθ15.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θ。小球运动到最底位置时的速度是多大？小球的质量为m,最低点绳子对小球的拉力多大解：以最低点为零势能面最低点的O机械能为最高点的A机械能为只有重力做功，机械能守恒，得：OhAC16：如图所示，半径为R的半圆槽木块固定在水平地面上，质量为m的小球以某速度从A点无摩擦地滚上半圆槽，小球通过最高点B后落到水平地面上的C点，已知AC=AB=2R。求：①小球在B点时的速度？②小球对B点的压力③小球在A点时的速度大小为多少？17、如图所示，倾斜轨道AC与有缺口的圆轨道BCD相切于C，圆轨道半径为R，两轨道在同一竖直平面内，D是圆轨道的最高点，缺口DB所对的圆心角为90°，把一个小球从斜轨道上某处由静止释放，它下滑到C点后便进入圆轨道，想要使它上升到D点后再落到B点，不计摩擦，则下列说法正确的是A．释放点须与D点等高B．释放点须比D点高R/4C．释放点须比D点高R/2D．使小球经D点后再落到B点是不可能的（D）18、如图为翻滚过山车示意图，圆轨道半径为10m，为了安全，则过山车由静止开始向下运动离地至少多高？（不考虑空气和摩擦阻力）BAh25mBhRθDOCA19、如图，光滑斜面AB与光滑竖直圆弧轨道BCD在B点平滑连接，质量为m小物块从斜面上A点由静止释放并滑下，经圆弧轨道最低点C后能沿轨道通过最高点D，此时对D点的压力恰好等于其重力。重力加速度为g，不计空气阻力。求：（1）物块运动到最低点C对轨道压力大小；（2）A、C的高度差h与圆弧轨道半径R的比值。（1）7mg（2）3答案：3mg20.如图所示，在竖直平面内有一段四分之一圆弧轨道，半径OA在水平方向，一个质量为m的小球从顶端A点由静止开始下滑，不计摩擦，求小球到达轨道底端B点时小球对轨道压力的大小为多少？21、如图所示，一滑块从半圆形光滑轨道上端由静止开始滑下，当滑到最低点时，关于滑块动能大小和对轨道最低点的压力，下列结论正确的是

A．轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道压力越大

B．轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道压力与半径无关

C．轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道压力越小

D．轨道半径变化时，滑块的动能、对轨道的正压力都不变（B）1、选取研究对象（系统）2、确定研究过程，分析各力做功及能量转化情况，判断机械能是否守恒3、确定研究对象在始末状态的机械能（需确定参考平面）或机械能的变化情况4、选择合适的表达式列式求解22如图所示，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中：A.小球和弹簧总机械能守恒B.小球的重力势能随时间均匀减少C.小球在b点时动能最大D.到c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量含弹簧，只有弹力与重力做功ABC23、如图，一小球自A点由静止自由下落到B点时与弹簧接触．到C点时弹簧被压缩到最短．若不计弹簧质量和空气阻力在小球由A－B—C的运动过程中A、小球总机械能守恒

B、小球的重力势能随时间均匀减少C、小球在B点时动能最大D、到C点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量D24如图所示，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。则从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中：A.子弹A与木块B组成的系统机械能守恒B.子弹A与木块B组成的系统机械能不守恒C.子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒D.子弹、木块和弹簧组成的系统机械能不守恒25系统机械能守恒27.

一根长为L的均匀绳索，一部分放在光滑水平桌面上，长为L1

的另一部分自然垂在桌面下，如图所示，开始时绳索静止，释放后绳索将沿桌面滑下，求绳索刚滑离桌面时的速度大小．

3.其它28如图所示，均匀铁链长为L，平放在距离地面高为2L的光滑水平面上，其长度1/5的悬垂于桌面下，从静止开始释放铁链，求铁链下端刚要着地时的速度？答案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BC30.如图所示，在一长为2L的不可伸长的轻杆的两端，各固定一质量为2m与m的A、B两小球，系统可绕过杆的中点O且垂直纸面的