机械能守恒定律.ppt

1、机械能守恒定律,请思考：,1、本章学了哪几种能，如何定义，大小如何计算？ 2、动能定理的内容是什么？ 3、重力做功与重力势能的关系是什么？,重力势能,弹性势能,机械能,动能,物体的动能和势能（含弹性势能）之和称为物体的机械能,重力势能,动能,动能和势能相互转化（一）,弹性势能,动能和重力势能,动能和势能相互转化（二）,讨论与交流： 1、动能与势能的相互转化是通过什么来实现的？ 2、你还能举出其他动能与势能相互转化的实例吗？,质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1的A点时速度为v1，下落至高度h2的B点处速度为v2，不计空气阻力，取地面为参考平面，试写出物体在A点时的机械能和B点时的机械能，

2、并找到这两个机械能之间的数量关系。,根据动能定理，有,重力做功与重力势能的关系可知：,由以上两式相等并移项可以得到：,A点,B点,机械能守恒定律,内容:,1、机械能守恒的条件是什么？ 2、你是怎样理解守恒条件的？,讨论与交流,2、机械能守恒定律的表达式,讨 论,（需要确定参考平面）,（对系统而言）,【例】忽略空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能 守恒定律的是（ ） A、电梯匀速下降 B、物体自由下落 C、物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端 D、物体沿斜面匀速下滑 E、铅球运动员抛出的铅球从抛出到落地前,【练习】如图所示，斜面置于光滑的水平面上，其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下滑的过

3、程中，下列说法正确的是,A、物体的重力势能减少，动能增加。 B、斜面的机械能不变。 C、斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功。 D、物体和斜面组成的系统机械能守恒。,判 断机械能守恒的 方 法,1、对单一物体： 只有重力做功（或系统内弹性做功）,2、对某一系统： 只有动能和势能的转化，系统跟外界没有 机械能的传递，也没有转化成其它形式的能,【例】一跳水运动员站在h=10m的高台上做跳水表演 已知运动员跳离跳台时的速度V0=5m/s，求运动员 落至水面时速度V的大小。（忽略运动员身高的影响和 空气阻力，取g=10m/s2）,【练习】以10m/s的速度将质量为m的物体竖直上抛出，若空气阻力

4、忽略，g10m/s2 则：物体上升的最大高度是多少？上升过程在何处重力势能和动能相等？,v0,h,最高点,【例】 把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆 （如图），摆长为L ,最大偏角为 .小球运动到最 低位置时的速度是多大？,【例】如图所示，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ABC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,【练】如图所示,用轻弹簧相连的物体A和B放在光滑水 平面上,物块A紧靠竖直墙壁,一颗子

5、弹沿水平方向射入 物块B后留在其中,由子弹、弹簧和A、B两物块所组成的 系统,在下列依次进行的四个过程中机械能不守恒的是 A子弹进入物块B的过程B物块B带着子弹向左运动,直到弹簧压缩量达最大 的过程C弹簧推挤带着子弹的物块B向右移动,直到弹簧恢 复原长的过程D带着子弹的物块B因惯性继续向右移动,直到弹簧伸 长量达最大的过程,应用机械能解题的一般步骤,1、选取研究对象,确定研究过程 2、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,【例】如图两物体质量分别为m和2m，滑轮的质量和摩擦都不计，开

6、始时用手托住2m的物体，释放后，当2m的物体从静止开始下降h后的速度是多少?,【例】质量为m的小球系在长为R的细线的一端,细线 另一端可绕O点在竖直平面内自由转动,要使小球能达 到最高点B,小球在最低点A应具有多大的速度?,【例】如图所示，小明同学正在进行滑板运动图中AB段路面是水平的，BCD是一段R=20m的拱起的圆弧路面，圆弧的最高点C比AB的高出h=1.25m已知人与滑板的总质量为M=60kg小明自A点由静止开始运动，在AB路段他单腿用力蹬地，到达B点前停止蹬地，然后冲上圆弧路段，结果到达C点时恰好对地面压力为零，不计滑板与各路段之间的摩擦力及经过B点时的能量损失求 （1）、小明到底C点

7、时的速度 （2）小明在AB段所做的功（g取10m/s2 ）,【例】如图所示，光滑水平面AB与竖直面的半圆形导轨在B点相连接，导轨半径为R，一个质量为m的静止的木块在A处压缩弹簧，释放后，木块获得向右的初速度，当它经过B点进入半圆形导轨瞬间对导轨的压力是其重力的7倍，之后向上运动恰能通过轨道最高点C，试求： （1）弹簧对木块所做的功； （2）木块从B到C过程中克服摩擦力所做的功； （3）木块离开C点落回水平地面时的动能,【例】如图所示，ABC和DEF是在同一竖直平面内的两条光滑轨道，其中ABC的末端水平，DEF是半径为r0.4m的半圆形轨道，其直径DF沿竖直方向，C、D可看成重合。现有一可视为质点的小球从轨道ABC