84机械能守恒定律课件高一下学期物理人教版

第八章

机械能守恒定律第4节

机械能守恒定律为什么球不会撞到他的鼻尖？点击视频一、追寻守恒量ABhh'伽利略曾研究过小球在斜面上的运动。他发现:无论斜面B比斜面

A陡些或缓些，小球的速度最后总会在斜面上的某点变为0，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度基本相同。小球在光滑的斜面Ａ上从高为h处由静止滚下，滚上另一光滑的斜面Ｂ，速度变为零时的高度为h'，试证明：h=h'ABhh'证明过程：若无阻力A斜面上：

a＝gsinαx＝v2/2a

h＝x

sinα＝v2/2g

在B斜面上：a'＝－gsinβx'＝（0－v2）/2a'h'

＝x'sinβ

=v2/2g结论：h'＝h，且与β角的大小无关。ABhh'αβ能量概念的引入是科学前辈们追寻守恒量的一个重要事例。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。【总结】重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式，统称为机械能（mechanicalenergy）。通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式。生活中的能量转化如图所示，请分别写出什么能转化成什么能。重力势能动能动能重力势能弹性势能动能1.重力势能与动能相互转化A→B：物体的速度增加，即物体的动能增加，说明物体的重力势能转化成了动能。ACBB→C：重力对物体做负功，物体的速度减小，即动能减少。但高度增加，即重力势能增加。说明物体的动能转化成了重力势能。结论:物体的动能和重力势能可以相互转化。二、动能与势能的相互转化2.弹性势能与动能相互转化由小球接触弹簧到速度为零的这一过程中，弹力做负功，弹簧的弹性势能增加，而物体速度减小，动能减少。小球原来的动能转化成了弹性势能。二、动能与势能的相互转化被压缩的弹簧具有弹性势能，当弹簧恢复原来形状时，就把跟它接触的物体弹出去。这一过程中，弹力做正功，弹簧的弹性势能减少，而物体得到一定的速度，动能增加。物体原来的弹性势能转化成了动能。2.弹性势能与动能相互转化二、势能和动能的相互转化运动员从跳板上弹起的过程中，跳板的弹性势能转化为运动员的动能。结论:物体的动能和弹性势能可以相互转化。二、势能和动能的相互转化三、机械能守恒定律机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称，用符号E

表示。3.性质：机械能是标量，具有相对性1.概念：2.表达式：三、机械能守恒定律下列情境中物体系统的机械能守恒吗？沿光滑斜面下滑的木块V0平抛运动甲AB摆动的小球（空气阻力不计)匀速下降的降落伞F阻G1.判断机械能是否守恒的方法（1）用做功来判断：分析系统受力，只有重力或者弹力做功，没有其它力做功或者其它力做功代数和为零，则系统机械能守恒。（2）用能量转化来判定：系统只有动能和势能的相互转化，没有机械能与其它形式的能的转化，则系统机械能守恒。三、机械能守恒定律三、机械能守恒定律项目表达式物理意义注意

从守恒的

角度看Ek1+Ep1=Ek2+Ep2或E初=E末初状态的机械能等于末状态的机械能

必须先选零势能面

从转化

角度看Ek2-Ek1=Ep1-Ep2或ΔEk=-ΔEp过程中动能的增加量等于势能的减少量

不必选零势能面

从转移

角度看或ΔEA=-ΔEB系统只有A、B两物体时,A增加的机械能等于B减少的机械能【例题】把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆（如图），摆长为l，最大偏角为θ。如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度大小是多少？【解析】系统只有重力做功，机械能守恒。θEp=0在最高点:Ek1＝0，重力势能：Ep1＝mg（l－lcosθ）在最低点:Ep2＝0，动能：由机械能守恒，有：Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1l1.下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（）A.甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒B.乙图中，物体B沿固定斜面匀速下滑，物体B机械能守恒C.丙图中，不计滑轮质量和任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成的系统机械能守恒D.丁图中，小球沿水平面做匀速圆周运动时，小球的机械能守恒CD2.北京时间10月2日，杭州亚运会田径女子撑竿跳高决赛中，中国选手李玲以4米63夺冠并打破亚运会纪录，实现亚运三连冠。在某次撑竿跳比赛中，运动员手握撑竿逐渐升起，最终越过横竿。不计空气阻力，下列说法正确的是()A.运动员上升过程中其机械能守恒B.运动员上升到最高点时速度为零C.撑竿从弯曲到伸直的过程，竿对运动员做负功D.撑竿从弯曲到伸直的过程，竿对运动员做的功大于运动员动能的变化量D3.如图所示，在高1.5m的光滑平台上有一个质量为2kg的小球被细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧。当烧断细线时，小球被弹出，（小球被弹出桌面前已恢复原长）小球落地时的速度方向与水平方向成60°角，g取10m/s2，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(

)A.10J B.15JC.20J D.25JA4.如图所示，质量分别为3kg和5kg的物体A、B，用轻绳连接跨在一个定滑轮两侧，轻绳正好拉直，且A物体底面与地接触，B物体距地面0.8m，g取10m/s2。求:(1)放开B物体，当B物体着地时A物体的速度;(2)B物体着地后A物体还能上升的高度。答案:(1)2m/s

(2)0.2m机械能守恒定律机械能重力势能、弹性势能、动能统称为机械能能的转