高一物理机械能守恒定律.ppt

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1、5.8机械能守恒定律机械能1、定义:物体的动能和势能之和称为物体的机械能。机械能包括动能、重力势能、弹性势能。2、表达式:E=EK+EP小钢球实验中,小球的受力情况如何?◆受重力G和绳的拉力F作用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。这个小实验说明了什么?◆小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化。在摆动过程中,小球总能回到原来的高度。可见,重力势能和动能的总和保持不变。即机械能保持不变。演示实验……GFv小球的受力情况如何?◆重力G、支持力F1、弹力F各个力的做功情况如何?◆G和F1不做功,F做功这个小实验说明了什么?◆小球在往复运动过程中弹性势能

2、和动能在不断转化。小球在往复运动过程中总能回到原来的位置,可见,弹性势能和动能的总和应该保持不变。即机械能保持不变。演示实验……AOBGF1F一、动能与势能的相互转化1、动能和重力势能可以相互转化2、动能和弹性势能可以相互转化通过重力或弹簧弹力做功,机械能可以从一种形式转化成另一种形式。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,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:由以上两式可以得到:h1v1v2mh2ABA点B点即在只有重

3、力做功的物体系内,动能和重力势能可以相互转化,而机械能的总量保持不变。同样可以证明:在只有弹簧弹力做功的物体系内,动能与势能可以相互转化,而物体机械能的总量也保持不变。由此可见:1、机械能守恒定律:表达式:在只有重力或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。内容:或(动能的增加等于势能的减少)或守恒和相等的区别:1.守恒:如果某一个物理量在某个过程中始终保持不变,那么我们就说这个物理量在此过程中守恒.2.相等:如果一个物理量在两点的值一样,那么我们就说这个物理量在这两点相等.2.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

4、为零)A、从做功角度分析B、从能量转化角度分析只有系统内动能和势能相互转化,无其它形式能量之间(如内能)转化。只有重力或弹力做功.【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θ.小球运动到最低位置时的速度是多大?〖分析〗拉力和速度方向总垂直,对小球不做功;所以这个过程中只有重力对小球能做功,机械能守恒。θOlABGFv【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θ.小球运动到最低位置时的速度是多大?〖解〗选择小球在最低位置时所在的水平面为参考平面。小球在最低点O时为末状态:末状态的动能:Ek2=1/2mv2重力势能:Ep2=0末状态的

5、机械能为:Ek2+Ep2=1/2mv2根据机械能守恒定律有:Ek2+Ep2=Ek1+Ep1即1/2mv2=mgl(1-cosθ)所以v=θOlAB小球在最高点A时为初状态:初状态的动能:Ek1=0初状态的重力势能:Ep1=mg(l-lcosθ)初状态的机械能:Ek1+Ep1=mg(l-lcosθ)一、机械能:物体的动能和势能之和称为物体的机械能。E=EK+EP二、物体的动能和势能可以相互转化。三、机械能守恒定律在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能和弹性势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。1、守恒条件:a、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)b、只发生动能和

6、势能间的相互转化。2、表达式:E1=E2或EK1+EP1=EK2+EP2或△Ek=-△Ep(动能的增加等于势能的减少)四、机械能守恒定律的应用小结课堂训练1、关于物体的机械能是否守恒的叙述,下列说法中正确的是()A、做匀速直线运动的物体,机械能一定守恒B、做匀变速直线运动的物体,机械能一定守恒C、外力对物体所做的功等于0时,机械能一定守恒D、物体若只有重力做功,机械能一定守恒D√2、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

7、。在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是()C解析:机械能守恒的条件是:物体只受重力或弹力的作用,或者还受其它力作用,但其它力不做功,那么在动能和势能的相互转化过程中,物体的机械能守恒。依照此条件分析,ABD三项均错。√3、以10m/s的速度将质量为m的物体竖直上抛出,若空气阻力忽略,g=10m/s2则:⑴物体上升的最大高度是多少?⑵上升过程在何处重力势能和运动相等?【解析】物体在空气中只有重力

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