機(jī)械能守恒定律課件

1、8 機(jī)械能守恒定律湖北宜城三中 李兵教學(xué)目標(biāo)：1 通過實(shí)例認(rèn)識(shí)并理解能量可以相互轉(zhuǎn)化。2 理解機(jī)械能守恒定律的條件。3 理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容，并能處理簡單的問題。一 復(fù)習(xí)及預(yù)習(xí)1 重力做功及重力勢能的變化2 彈力做功及彈性勢能的變化3 合力做功及動(dòng)能的變化能的減少）（重力做功等于重力勢功能關(guān)系：（需選擇參考面）重力勢能：P2P1GPE-EWmghE能的減少）（彈力做功等于彈性勢功能關(guān)系：彈性勢能：彈P2P12PE-EWkx21E于動(dòng)能的增加）（合外力對物體做功等功能關(guān)系：動(dòng)能：K1K22KE-EWmv21E二 動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化實(shí)例 1 自由落體運(yùn)動(dòng) 2 彈簧振子 3 牛頓擺大家舉例，生活

2、中有哪些是動(dòng)能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化的？三 機(jī)械能守恒定律1 機(jī)械能 動(dòng)能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。具體包括動(dòng)能，重力勢能和彈性勢能。2 機(jī)械能守恒定律（1）推導(dǎo)（以自由落體運(yùn)動(dòng)為例） 物體從A下落到B，到地面的高度分別是和 ，速度分別是 和 ，則它們間有什么關(guān)系？AhBhAvBvBhAhAvBv2BB2AABA2A2BBAG2A2BGmv21mghmv21mghmgh-mghmv21-mv21mgh-mghWmv21-mv21WWBA變形得到：由以上兩表達(dá)式得：關(guān)系得：由重力做功和重力勢能功，動(dòng)能定理：則合力做功就是重力做點(diǎn)，只受重力作用到解：從結(jié)論1A點(diǎn)機(jī)械能=B點(diǎn)機(jī)械能或初位置機(jī)械能等于末位置機(jī)械

3、能，即機(jī)械能守恒。2BB2AAmv21mghmv21mgh 1A點(diǎn)重力勢能A點(diǎn)動(dòng)能B點(diǎn)重力勢能B點(diǎn)動(dòng)能A點(diǎn)機(jī)械能B點(diǎn)機(jī)械能Tips：要計(jì)算重力勢能，需要選參考平面。結(jié)論2說明：運(yùn)動(dòng)中，物體重力勢能的減少等于動(dòng)能的增 加。能量在重力勢能和動(dòng)能間轉(zhuǎn)化，即在機(jī)械能內(nèi)部轉(zhuǎn)化，沒有能量轉(zhuǎn)出和轉(zhuǎn)進(jìn)，機(jī)械能守恒。2A2BBAmv21-mv21mgh-mgh 2A點(diǎn)重力勢能B點(diǎn)重力勢能A點(diǎn)動(dòng)能B點(diǎn)動(dòng)能重力勢能的減少動(dòng)能的增加Tips ：用這個(gè)等式可以不設(shè)參考平面。（2）內(nèi)容：物體在運(yùn)動(dòng)過程中，如只有重力（或彈力）做功，動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化，則物體機(jī)械能保持不變。（3）公式2BB2AAmv21mghmv21mgh

4、 12A2BBAmv21-mv21mgh-mgh 2（4）條件 只有重力（或彈力）做功2BB2AAmv21mghmv21mgh 12A2BBAmv21-mv21mgh-mgh 2只有重力（或彈力）做功的理解可以分為以下情況：（1）物體只受重力（或彈力） ；（2）物體除重力（或彈力）外還受其他力，但只有重力（或彈力）做功；（3）物體除重力（或彈力）做功外，其他力也做功，但其他力做功總和為零。3 機(jī)械能守恒的判斷方法（1）條件：只有重力（或彈力）做功。 三種情況（2）能量轉(zhuǎn)移：只有重力勢能（或彈性勢能）和動(dòng)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，不涉及其他能量。（3）特例 一般繩突然繃緊，非彈性碰撞和爆炸，除非特別說明，

5、機(jī)械能不守恒。例1 以下機(jī)械能守恒的是：1 自由落體運(yùn)動(dòng)2 平拋運(yùn)動(dòng)3 雨滴在空中勻速下落4 物體沿光滑斜面上滑或者下滑。5 物體沿斜面加速上滑。6 跳傘運(yùn)動(dòng)員勻速下落解析：其中1，2，4只受彈力，機(jī)械能守恒；3和6勻速說明除重力外有向上的力做功，5加速上滑說明有向上的拉力做功，所以3，5，6機(jī)械能不守恒。例2 下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的敘述正確的是（）A 做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能一定守恒B 做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能可能守恒C 合外力對物體做功為零時(shí)機(jī)械能一定守恒D 只有重力做功時(shí)機(jī)械能一定守恒E 當(dāng)物體除受重力外還有其他力，但其他力要么不做功，要么做功的代數(shù)和為零，則物體機(jī)械能一定守恒F

6、 物體所受合外力不等于零，它的機(jī)械能可能守恒 機(jī)械能守恒的條件是：只有重力（或彈力）做功，所以答案是 BDEF4 用機(jī)械能守恒定律解題步驟（1）選取研究對象系統(tǒng)或物體（2）根據(jù)研究對象所經(jīng)歷的物理過程進(jìn)行受力、做功分析，判斷機(jī)械能是否守恒（3）恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研究對象在過程的初末狀態(tài)時(shí)的機(jī)械能（4）根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程，進(jìn)行求解例3 如圖單擺中，繩長l，小球質(zhì)量m，剛開始繩與豎直方向成角，小球由靜止釋放，在最低點(diǎn)小球的速度有多大？解：對小球受力分析：）（解得）（即機(jī)械能守恒得：重力勢能末位置動(dòng)能）（重力勢能度初位置到參考平面的高初位置動(dòng)能設(shè)最低點(diǎn)為參考平面。機(jī)械能守恒。只有重力做功

7、，故小球力不做功，分析得知繩對小球的拉cos-12glvmv21lcos- lmgEEEE0Emv21Elcos- lmgmghElcos- lh0mv21E2P2K2P1K1P22K2P120K1例4如圖所示，光滑的水平軌道與光滑半圓弧軌道相切.圓軌道半徑R=0.4m，一小球停放在光滑水平軌道上，現(xiàn)給小球一個(gè)v0=5m/s的初速度，求：小球從C點(diǎn)拋出時(shí)的速度（g取10m/s2）. 解ABRV03m/svmv212mgRmv21EEEE2R*mgmghEmv21E0Emv21E220PKP1K1P2KP020K1帶入數(shù)據(jù)得即機(jī)械能守恒得：重力勢能末位置動(dòng)能重力勢能初位置動(dòng)能所在平面為參考平面。機(jī)械能守恒。設(shè)初位置，力做功，支持力不做功小球運(yùn)動(dòng)過程中只有重變式訓(xùn)練： 如圖使一小球沿半徑為R的圓形軌道從最低點(diǎn)B上升，那么需給它最小速度為多大時(shí)，才能使它達(dá)到軌道的最高點(diǎn)A？解：5gRvmgR212R*mgmv21EEEEmgR21mv21ERvmmg2R*mgmghE0Emv21E020PKP0K02K2PP020K0解得即機(jī)械能守恒：動(dòng)能所以向心力最高點(diǎn)條件：重力提供末位置重力勢能重力勢能初位置動(dòng)能所在平面為參考平面。機(jī)械能守恒，設(shè)最低點(diǎn)持力不做功，故全程只有重力做功，支板書：8機(jī)械能守恒定律一 動(dòng)能和勢能相