機(jī)械能守恒定律公開課課件

1、知識(shí)回顧知識(shí)回顧1. 重力勢(shì)能公式重力勢(shì)能公式 2.重力做功和重力勢(shì)能的關(guān)系式？重力做功和重力勢(shì)能的關(guān)系式？3.動(dòng)能定理的表達(dá)式？動(dòng)能定理的表達(dá)式？ 21PPEEWG221mvEkmghEP12KKEEW合動(dòng)能的公式動(dòng)能的公式能量：能量：energy 做功：做功：work 一、機(jī)械能一、機(jī)械能PkEEE2 2、機(jī)械能機(jī)械能包括包括動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能能， 用符號(hào)用符號(hào) E E 表示表示。3.3.機(jī)械能是機(jī)械能是標(biāo)量標(biāo)量，具有，具有相對(duì)性相對(duì)性1.1.概念：概念：2.2.表達(dá)式：表達(dá)式：1 1、定義：物體的動(dòng)能和勢(shì)能之和稱為、定義：物體的動(dòng)能和勢(shì)能之和稱為物體的機(jī)械能。

2、物體的機(jī)械能。 質(zhì)量為質(zhì)量為2Kg2Kg的小球在距離地面的小球在距離地面10m10m高處瞬時(shí)速度高處瞬時(shí)速度是是10m/s10m/s，求出此刻小球的機(jī)械能，求出此刻小球的機(jī)械能?(g=10m/s?(g=10m/s2 2) ) （以地面為參考面或者以拋出點(diǎn)為參考面）（以地面為參考面或者以拋出點(diǎn)為參考面）練一練練一練h=10mv= 10m/smA重力做功：動(dòng)能重力做功：動(dòng)能 重力勢(shì)能重力勢(shì)能彈力做功：動(dòng)能彈力做功：動(dòng)能 彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能二、機(jī)械能之間可以互相轉(zhuǎn)化二、機(jī)械能之間可以互相轉(zhuǎn)化即即通過(guò)重力或彈簧彈力做功，機(jī)械能可以從一通過(guò)重力或彈簧彈力做功，機(jī)械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式。種形式轉(zhuǎn)

3、化成另一種形式。0808奧運(yùn)蹦床冠軍何雯娜奧運(yùn)蹦床冠軍何雯娜 小鋼球小鋼球GFvf小球擺動(dòng)實(shí)驗(yàn)小球擺動(dòng)實(shí)驗(yàn)試分析：試分析：1.1.小球受哪些力的作用？小球受哪些力的作用？2.2.哪些力對(duì)小球做功？哪些力對(duì)小球做功？3.3.能量之間有轉(zhuǎn)化嗎？能量之間有轉(zhuǎn)化嗎？mgmgF FmgmgF F小球擺到另一側(cè)相同高度說(shuō)明了什么？小球擺到另一側(cè)相同高度說(shuō)明了什么？小球的能量轉(zhuǎn)化有定量的關(guān)系嗎？小球的能量轉(zhuǎn)化有定量的關(guān)系嗎？ 情境：情境：質(zhì)量為質(zhì)量為mm的物體自由下落過(guò)的物體自由下落過(guò)程中，經(jīng)過(guò)高度程中，經(jīng)過(guò)高度h h1 1的的A A點(diǎn)時(shí)速度為點(diǎn)時(shí)速度為v v1 1，下落至高度下落至高度h h2 2的的B

4、B點(diǎn)處速度為點(diǎn)處速度為v v2 2，不計(jì)，不計(jì)空氣阻力，取地面為參考平面，試寫出空氣阻力，取地面為參考平面，試寫出物體在物體在A A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能和點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能和B B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能，并找到這兩個(gè)機(jī)械能之間的數(shù)量關(guān)能，并找到這兩個(gè)機(jī)械能之間的數(shù)量關(guān)系。系。h1v1v2mh2ABA A點(diǎn)點(diǎn)B B點(diǎn)點(diǎn)12121mghmvEEEPAkAA22221mghmvEEEPBkBBh1v1v2mh2AB由以上兩式得由以上兩式得2221121122mvmvmghmgh2222111122mvmghmvmgh移項(xiàng)得移項(xiàng)得2211kpkpEEEE結(jié)論結(jié)論地面為參考面地面為參考面由根據(jù)動(dòng)能定理得由根據(jù)動(dòng)能定理

5、得GW21222121mvmv 由重力做功與重由重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系得力勢(shì)能的關(guān)系得GW21mghmgh 在在只有重力做功只有重力做功的物體系內(nèi)，的物體系內(nèi)，動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而機(jī)械能的總量保持不變。機(jī)械能的總量保持不變。同樣可以證明：同樣可以證明： 在在只有彈簧彈力做功只有彈簧彈力做功的物體系的物體系內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而物體機(jī)械能的總量也保持不變。物體機(jī)械能的總量也保持不變。結(jié)結(jié) 論論1 1. .內(nèi)容：內(nèi)容：在只有在只有重力重力或或彈力彈力做功的物體系統(tǒng)做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化，而內(nèi)，動(dòng)能和勢(shì)

6、能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持總的機(jī)械能保持不變不變。2 2. .表達(dá)式：表達(dá)式：1122pkpkEEEE條件條件12EE 或者：三、機(jī)械能守恒定律三、機(jī)械能守恒定律1.動(dòng)能增加，勢(shì)能一定減小，動(dòng)能增加，勢(shì)能一定減小，并且，動(dòng)能增加量等于勢(shì)能減小量。并且，動(dòng)能增加量等于勢(shì)能減小量。2.動(dòng)能減小，勢(shì)能一定增加，動(dòng)能減小，勢(shì)能一定增加，并且，動(dòng)能減小量等于勢(shì)能增加量。并且，動(dòng)能減小量等于勢(shì)能增加量。pkEE（動(dòng)能的增加等于勢(shì)能的減少）（動(dòng)能的增加等于勢(shì)能的減少）或或守恒和相等的區(qū)別守恒和相等的區(qū)別 1. 1.守恒：守恒：如果某一個(gè)物理量在某個(gè)如果某一個(gè)物理量在某個(gè)過(guò)程中始終保持不變，那么我們就過(guò)

7、程中始終保持不變，那么我們就說(shuō)這個(gè)物理量在此過(guò)程中守恒說(shuō)這個(gè)物理量在此過(guò)程中守恒. .2.2.相等：相等：如果一個(gè)物理量在兩點(diǎn)的如果一個(gè)物理量在兩點(diǎn)的值一樣，那么我們就說(shuō)這個(gè)物理量值一樣，那么我們就說(shuō)這個(gè)物理量在這兩點(diǎn)相等在這兩點(diǎn)相等. .機(jī)械能守恒定律成立的條件：機(jī)械能守恒定律成立的條件： 只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力做功，其只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力做功，其它力不做功（或其它力合力所做功為零）它力不做功（或其它力合力所做功為零）A A、從做功角度分析、從做功角度分析B B、從能量轉(zhuǎn)化角度分析、從能量轉(zhuǎn)化角度分析 只有系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，只有系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，無(wú)其它形式能量之間（如內(nèi)

8、能）轉(zhuǎn)化。無(wú)其它形式能量之間（如內(nèi)能）轉(zhuǎn)化。 只有重力或彈力做功只有重力或彈力做功. . 下列所述的實(shí)例中（均不計(jì)空氣阻力），下列所述的實(shí)例中（均不計(jì)空氣阻力），機(jī)械能守恒的是（機(jī)械能守恒的是（ ）（多選）（多選） A. A.石塊自由下落的過(guò)程石塊自由下落的過(guò)程 B. B.人乘電梯加速上升的過(guò)程人乘電梯加速上升的過(guò)程 C. C.投出的鉛球在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程投出的鉛球在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程 D. D.木箱沿粗糙斜面勻速下滑的過(guò)程木箱沿粗糙斜面勻速下滑的過(guò)程A C練一練練一練AOGFCLhLcos 把一個(gè)小球用把一個(gè)小球用細(xì)繩懸掛起來(lái)，就細(xì)繩懸掛起來(lái)，就成為一個(gè)擺。擺長(zhǎng)成為一個(gè)擺。擺長(zhǎng)為為L(zhǎng) L，最大偏角

9、為，最大偏角為。小球運(yùn)動(dòng)到最底位小球運(yùn)動(dòng)到最底位置時(shí)的速度是多大？置時(shí)的速度是多大？cosLL)cos1 ( L解：解： 以最低點(diǎn)為零勢(shì)能面以最低點(diǎn)為零勢(shì)能面221)cos1 (mvmgL)cos1(2gLv)cos1 (1mgLE2221mvE 最低點(diǎn)的最低點(diǎn)的O O機(jī)械能為機(jī)械能為最高點(diǎn)的最高點(diǎn)的A A機(jī)械能為機(jī)械能為只有重力做功，機(jī)只有重力做功，機(jī)械能守恒，得：械能守恒，得：12EE AOC ChcosL)cos1 (L機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟 (1) (1) 選取選取研究對(duì)象研究對(duì)象( (物體或系統(tǒng)物體或系統(tǒng)) ) (2)(2)對(duì)研究對(duì)象受力分析，對(duì)研究

10、對(duì)象受力分析，判斷機(jī)械能是否判斷機(jī)械能是否守恒守恒。(3)(3)恰當(dāng)選取參考平面恰當(dāng)選取參考平面，確定研究對(duì)象初狀，確定研究對(duì)象初狀態(tài)和末狀態(tài)的機(jī)械能。態(tài)和末狀態(tài)的機(jī)械能。(4)(4)利用機(jī)械能守恒定律列方程，求解。利用機(jī)械能守恒定律列方程，求解。跳水運(yùn)動(dòng)員從跳水運(yùn)動(dòng)員從10 m10 m高的跳臺(tái)上跳下，在運(yùn)高的跳臺(tái)上跳下，在運(yùn)動(dòng)員下落的過(guò)程中動(dòng)員下落的過(guò)程中( )( )A A運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能增加，重力勢(shì)能增加運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能增加，重力勢(shì)能增加 B B運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能減少，重力勢(shì)能減少運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能減少，重力勢(shì)能減少C C運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能減少，重力勢(shì)能增加運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能減少，重力勢(shì)能增加 D D運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能增加，重

11、力勢(shì)能減少運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減少D鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)練習(xí)練習(xí):除除1外都不計(jì)空氣阻力，哪些情況機(jī)械能是守恒的？外都不計(jì)空氣阻力，哪些情況機(jī)械能是守恒的？1.1.跳傘員利用降落傘在空跳傘員利用降落傘在空氣中勻速下落氣中勻速下落2.2.用力用力F F拉著一個(gè)物體沿著拉著一個(gè)物體沿著光滑的斜面勻速上升光滑的斜面勻速上升3. 3. 用細(xì)繩系一小球，使小球用細(xì)繩系一小球，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng) 4 4輕彈簧拴一小球在豎直輕彈簧拴一小球在豎直方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)mgmgmgmgFFFF彈NF鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)如圖所示，把一塊質(zhì)量是如圖所示，把一塊質(zhì)量是3.0kg3.

12、0kg的石頭，從的石頭，從20m20m高處的山崖高處的山崖上以上以3030角，角，5 m/s5 m/s的速度朝斜上方拋出。（空氣阻力不計(jì)）的速度朝斜上方拋出。（空氣阻力不計(jì)） 求石頭落地時(shí)速度的大小。求石頭落地時(shí)速度的大小。2202121mvmvmgh由機(jī)械能守恒定律知：由機(jī)械能守恒定律知：21EE 20121mvmghE2221mvE 最低點(diǎn)的最低點(diǎn)的B B機(jī)械能為機(jī)械能為最高點(diǎn)的最高點(diǎn)的A A機(jī)械能為機(jī)械能為解：解：所以，石頭落地的速度為：所以，石頭落地的速度為：鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)smvghv/25220概概 念：念：表達(dá)式：表達(dá)式：PkEEE機(jī)械能是標(biāo)量，具有相對(duì)性機(jī)械能是標(biāo)量，具有相對(duì)性

13、定律內(nèi)容定律內(nèi)容表達(dá)式表達(dá)式條件條件: :只有重力或彈簧彈力做功。只有重力或彈簧彈力做功。2212211122mvmghmvmgh1122kpkpEEEE21EE 課堂小結(jié)機(jī)械能是機(jī)械能是動(dòng)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能的統(tǒng)稱的統(tǒng)稱機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律機(jī)械能機(jī)械能1、英才園地、英才園地2 2、p78p78頁(yè)（頁(yè)（1414）題）題課后作業(yè)課后作業(yè)一小球在真空中自由下落，另一同樣小球在一小球在真空中自由下落，另一同樣小球在黏性較大的液體中由靜止開始下落。下落相黏性較大的液體中由靜止開始下落。下落相同高度。同高度。1.1.重力做的功是否相同？重力做的功是否相同？2.2.重力勢(shì)

14、能的變化相等嗎？重力勢(shì)能的變化相等嗎？3.3.重力勢(shì)能分別轉(zhuǎn)化成什么形式的能量。重力勢(shì)能分別轉(zhuǎn)化成什么形式的能量。 共同分析思考與討論共同分析思考與討論如圖長(zhǎng)如圖長(zhǎng)L=0.4mL=0.4m的細(xì)繩上端固定，的細(xì)繩上端固定，下端系一個(gè)質(zhì)量下端系一個(gè)質(zhì)量m=0.1kgm=0.1kg的小球的小球. .將小球拉起至細(xì)繩與豎直方向?qū)⑿∏蚶鹬良?xì)繩與豎直方向成成6060角的位置，然后無(wú)初速角的位置，然后無(wú)初速釋放釋放. .不計(jì)各處阻力，求小球通不計(jì)各處阻力，求小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)繩對(duì)小球拉力過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)繩對(duì)小球拉力多大？取多大？取g=10m/sg=10m/s2 2. .例題拓展例題拓展60600 0若小球擺到最低點(diǎn)時(shí)繩子斷若小球擺到最低點(diǎn)時(shí)繩子斷裂，小球水平飛出時(shí)的離地裂，小球水平飛出時(shí)的離地高度為高度為H H，則，則1.1.從飛出到落地的時(shí)間從飛出到落地的時(shí)間? ?2.2.小球落地時(shí)的速度多大？小球落地時(shí)的速度多大？3.3.落地的速度方向？落地