2、研究机械能守恒定律 (3)

1、高中物理 沪科版 必修二,宝鸡市姜谭高级中学,倪宝军,研究机械能守恒规律,1.知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化。,2.会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒。,4.在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。,3.理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件。,知识回顾,1、动能:物体由于运动而具有的能。,3、重力势能:地球上的物体具有的跟它的高度有关的能。,2、动能定理：合力所做的总功等于物体动能的变化。,4、重力做功与重力势能变化的关系：重力做的功等于物体重力势能的减少量。,单摆演示,观察,1、小孩的受力情况如何？,受重力G和绳的拉力F作

2、用,2、各个力的做功情况如何？,拉力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有重力对小球能做功。,3、这个现象说明了什么？,小孩在荡秋千过程中重力势能和动能在不断转化。,观察,1、小球的受力情况如何？,受弹力和支持力作用,2、各个力的做功情况如何？,支持力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有弹力对小球能做功。,3、这个现象说明了什么？,小球在滚动过程中弹性势能和动能在不断转化。,思考：动能与势能的相互转化是否存在某种定量的关系？,一、机械能,1、概念：,动能、重力势能和弹性势能的统称。,2、表达式：,3、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）,总机械

3、能为动能和势能之和。,EEk+EP,物体自由下落时，从经过高度为h1的位置到经过高度为h2的位置，由动能定理有：,重力做功为：,在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。,光滑水平面，设弹簧被压缩x1时弹性势能为EP1，动能为EK1,设弹簧被压缩x2时弹性势能为EP2，动能为EK2,由动能定理：,机械能守恒中各量的变化,1、内容：在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。,二、机械能守恒定律,2、表达式：,EK2EP2EK1EP1,E2E1,Ek=-Ep,只有重力做功或弹簧弹力做功,二、机械能守恒定律条件,具体情况

4、： 1）物体只受重力或弹力的作用 2）物体除了受到重力和弹力外，还受到其他力的作用，但其他力均不做功. 3）物体除了受到重力和弹力外,还受到其他力，而且其他力做功, 但这些力做功的代数和为零.,条件：,【例题1】判断下列各题中物体的机械能是否守恒？,将小球斜抛出去后,木块沿光滑固定斜面下滑,G,G,G,FN,f,用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。,4、判断机械能守恒的方法,1）做功条件分析法,2）能量转换分析法,3）增减情况分析法,把质量为0.5kg的石块从10m高处以300角斜向上方抛出,初速度是v0=5m/s，不计空气阻力，求石块落地时的速度大小.（g=10m/s2）,三、机械能守恒

5、定律的应用,即：,解法一：以石块为研究对象，受力如图，下落过程中只有重力做功，机械能守恒，选地面为零势能面，由机械能守恒定律得：,石块落地时的速度大小为15m/s,解法二：用动能定理求解,解：以石块为研究对象，受力如图所示,小球下落过程中由动能定理得:,即：,代入数据得：v = 15m/s,石块落地时的速度大小为15m/s,感悟：能用机械能守恒定律求解的问题都可以用动能定理求解.,应用机械能守恒定律的解题步骤,(1)确定研究的系统,(2)对研究对象进行正确的受力分析和运动过程分析,(3)判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守 恒的条件,(4)若满足，则选取零势能参考平面，并确定研究对象在始

6、、末状态时的机械能。,(5)根据机械能守恒定律列出方程，或再辅之以其他方程，进行求解。,1、内容：在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。,3、守恒条件:只有重力做功或弹簧弹力做功,课堂小结,1）物体只受重力或弹力的作用 2）物体除了受到重力和弹力外，还受到其他力的作用，但其他力均不做功. 3）物体除了受到重力和弹力外,还受到其他力，而且其他力做功, 但这些力做功的代数和为零.,2、表达式：,EK2EP2EK1EP1,E2E1,Ek=-Ep,1、下列关于物体机械能守恒的说法中，正确的是（ ） A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B.合外力对物体不

7、做功，物体的机械能一定守恒 C.物体只发生动能与势能的相互转化时，物体的机械能守恒 D.运动的物体，若受合外力为零，则其机械能一定守恒 E.做匀变速运动的物体的机械能不可能守恒,机械能是否守恒与物体的运动状态无关,C,2、在下列几个实例中,机械能守恒的是（ ） A.在平衡力作用下运动的物体 B. 光滑水平面上被细线拴住做匀速圆周运动的小球 C.在粗糙斜面上下滑的物体,下滑过程中受到沿斜面向下的拉力,拉力大小等于滑动摩擦力 D.如图所示,在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球,BC,3、如图，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abc的运动过程中 A小球机械能守恒 B小球的重力势能减小，动能增加 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,D,4、一个轻弹簧固定于O点，另一端系一小球，将重物从与悬点O在同一水平面在弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由下摆，不计空气阻力，在重物由A摆到最低点的过程中，( ) A、弹簧的弹性势能减少。 B、弹簧的机械能守恒。 C、小球的机械能守恒。 D、小