機械能守恒定律課件

§7-8機械能守恒定律2023年8月13日§7-8機械能守恒定律2023年8月1日12、動能定理的內(nèi)容是什么？3、重力做功與重力勢能的關(guān)系是什么？1、本章學了哪幾種能，如何定義，大小如

何計算？知識回顧2、動能定理的內(nèi)容是什么？3、重力做功與重力勢能的關(guān)系是什么2知識回顧

1、動能：物體由于運動而具有的能。

2、重力勢能：地球上的物體具有的跟它的高度有關(guān)的能。

3、彈性勢能：發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用而具有的勢能。

4、動能定理：合力所做的總功等于物體動能的變化。

5、重力做功與重力勢能變化的關(guān)系：重力做的功等于物體重力勢能的減少量。

知識回顧1、動能：物體由于運動而具有的能。3重力勢能彈性勢能勢能動能機械能重力勢能彈性勢能勢能動能機械能4

機械能－基本概念1.機械能：動能、重力勢能、彈性勢能統(tǒng)稱為機械能能2.計算公式：E=EK+EP重力勢能彈性勢能機械能－基本概念1.機械能：動能、重力勢能、彈性勢能統(tǒng)稱5重力勢能動能動能和勢能相互轉(zhuǎn)化（一）重力勢能動能動能和勢能相互轉(zhuǎn)化（一）6彈性勢能動能和重力勢能動能和勢能相互轉(zhuǎn)化（二）彈性勢能動能和重力勢能動能和勢能相互轉(zhuǎn)化（二）7機械能守恒定律ppt課件8

質(zhì)量為m的物體自由下落過程中，經(jīng)過高度h1的A點時速度為v1，下落至高度h2的B點處速度為v2，不計空氣阻力，取地面為參考平面，試寫出物體在A點時的機械能和B點時的機械能，并找到這兩個機械能之間的數(shù)量關(guān)系。根據(jù)動能定理，有重力做功與重力勢能的關(guān)系可知：由以上兩式相等并移項可以得到：h1v1v2mh2ABA點B點質(zhì)量為m的物體自由下落過程中，經(jīng)過高度h9機械能守恒定律內(nèi)容:只有重力動能和重力勢能機械能的總量

在只有重力(或系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力)做功的情形下，物體的動能和重力勢能（及彈性勢能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，而機械能的總量保持不變。機械能守恒定律內(nèi)容:只有重力動能和重力勢能機械能的總量在101、機械能守恒的條件是什么？討論①只有重力做功和系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力做功。②系統(tǒng)內(nèi)只發(fā)生動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，

無其它形式能量之間的相互轉(zhuǎn)化。1、機械能守恒的條件是什么？討論①只有重力做功和系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈112、機械能守恒定律的表達式討論（需要確定參考平面）（對系統(tǒng)而言）2、機械能守恒定律的表達式討論（需要確定參考平面）（對系122、判斷方法1、對單一物體：只有重力做功，包括：a.只受重力，不受其他力b.除重力以外還有其它力，但其它力都不做功。c.除重力以外還有其它力，其它力雖然做功,但做功代數(shù)和為零。2、對某一系統(tǒng)：

只有動能和勢能的轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)跟外界沒有機械能的傳遞，也沒有轉(zhuǎn)化成其它形式的能2、判斷方法1、對單一物體：只有重力做功，包括：2、對13

如何判斷機械能是否守恒（1）對某一物體，只有重力做功，其它力不做功，或其它力做功和為0舉例：所有的拋體運動（不計空氣阻力）機械能守恒。方法一：是不是只有重力或彈力做功。（做功的角度）注：“只有”的含義：其它力不做功或其它力做功的代數(shù)和為零如何判斷機械能是否守恒（1）對某一物體，只有重力做功，14A.甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，A的機械能不守恒B.乙圖中，物體B沿固定光滑的斜面上下滑時，物體B的機械能守恒C.丙圖中，小球沿水平面做勻速圓錐擺動時，小球的機械能守恒。甲乙丙（若斜面不固定呢？）A.甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，A的機械能不守恒B.15（2）對某一系統(tǒng)，只有重力和彈力做功，其它力不做功或做功的和為0甲圖乙圖甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，A的機械能不守恒，但A和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒。乙圖中，地面光滑，物體沿不固定光滑斜面下滑時，物體B的機械能不守恒，但B與斜面組成的系統(tǒng)機械能守恒。（2）對某一系統(tǒng)，只有重力和彈力做功，其它力不做功或做功的和16方法二：看研究對象是否向外界提供能量，或外界向研究對提供能量。（能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的角度）舉例：物體間只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)跟外界沒有發(fā)生機械能的傳遞，也沒有轉(zhuǎn)化成其他形式的能（如內(nèi)能），則系統(tǒng)的機械能守恒。方法二：看研究對象是否向外界提供能量，或外界向研究對提17判斷機械能是否守恒（1）Tm(2)T一切拋體機械能守恒(3)平拋v0（不計阻力）(4)勻速直線vv（5）光(6)a.加速下降b.以a＝5m/s2下降以a＝5m/s2減速上升不一定E機↓E機↑c.合力為零，E機守恒否？不一定判斷機械能是否守恒（1）Tm(2)T一切拋體機械能守恒(3)18利用機械能守恒定律解題有何優(yōu)點由于機械能守恒定律只涉及初始狀態(tài)和末狀態(tài)的機械能，不涉及中間運動過程的細節(jié)，因此用它來處理問題相當簡便。所以，解決動力學問題，在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化中，應優(yōu)先考慮機械能守恒定律。利用機械能守恒定律解題有何優(yōu)點由于機19應用機械能解題的一般步驟1、選取研究對象（單個物體或系統(tǒng)）2、確定研究過程，分析各力做功及能量轉(zhuǎn)化情況，判斷機械能是否守恒3、確定研究對象在始末狀態(tài)的機械能（需確定參考平面）或機械能的變化情況4、選擇合適的表達式列式求解應用機械能解題的一般步驟1、選取研究對象（單個物體或系統(tǒng)）20機械能守恒定律與動能定理的異同點：①兩個定理都可以解決變力做功問題和運動軌跡是曲線的問題，它們都關(guān)心物體初末狀態(tài)的物理量。②機械能守恒定律需要先判斷機械能是不是守恒并且要規(guī)定零勢面，而應用動能定理是要求要寬松得多。注意：機械能守恒是指在一個過程中的每一個時刻機械能都相等，如果僅指出初末位置的機械能相等，不能準確判斷出整個過程中機械能是否守恒．機械能守恒定律與動能定理的異同點：①兩個定理都可以解決變力做21特別提醒：(1)機械能守恒的條件絕不是合外力的功等于零，更不是合外力為零；判斷機械能是否守恒時，要根據(jù)不同情景恰當?shù)剡x取判斷方法．(2)如果除物體的重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功之外，還有其他力做功，若其他力所做的總功為零，此種情況下不能說物體的機械能守恒，只能說其機械能不變．特別提醒：(1)機械能守恒的條件絕不是合外力的功等于零，更不224．應用機械能守恒定律列方程的兩條基本思路(1)守恒觀點始態(tài)機械能等于終態(tài)機械能，即：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2.(2)轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移觀點①動能(或勢能)的減少量等于勢能(或動能)的增加量，即：Ek1－Ek2＝Ep2－Ep1.②一個物體機械能的減少(或增加)量等于其他物體機械能的增加(或減少)量，即：EA1－EA2＝EB2－EB1.4．應用機械能守恒定律列方程的兩條基本思路23機械能守恒的三種表達式2、系統(tǒng)改變的總勢能等于系統(tǒng)改變的總動能，即－ΔEP=ΔEK

3、若系統(tǒng)只有A、B兩物體，則A改變的機械能等于B改變的機械能，即－

ΔEA=ΔEB

1、系統(tǒng)初狀態(tài)總機械能E1等于末狀態(tài)機械能E2，即E1＝E2或機械能守恒的三種表達式2、系統(tǒng)改變的總勢能等于系統(tǒng)改變的總動24下列關(guān)于機械能是否守恒的敘述正確的是A、做勻速直線運動的物體機械能一定守恒。B、做勻變速直線運動的物體的機械能可能守

恒。C、合外力對物體做功為零時機機械能守恒。D、只有重力對物體做功，物體的機械能一定

守恒。課堂練習BD物體的機械能是否守恒與物體的運動無關(guān)下列關(guān)于機械能是否守恒的敘述正確的是課堂練習BD物體的機械能25【例】

把一個小球用細繩懸掛起來，就成為一個擺（如圖），擺長為l,最大偏角為θ.小球運動到最低位置時的速度是多大？〖解〗選擇小球在最低位置時所在的水平面為參考平面。小球在最低點O時為末狀態(tài)：末狀態(tài)的動能：Ek2=1/2mv2

重力勢能：Ep2=0末狀態(tài)的機械能為：Ek2+Ep2=1/2mv2

根據(jù)機械能守恒定律有：Ek2+Ep2=Ek1+Ep1

即1/2mv2=mgl(1-cosθ)所以v=

θOlAB小球在最高點A時為初狀態(tài)：初狀態(tài)的動能：Ek1=0初狀態(tài)的重力勢能：Ep1=mg(l-lcosθ）初狀態(tài)的機械能：Ek1+Ep1=mg(l-lcosθ)

【例】把一個小球用細繩懸掛起來，就成為一個26一個人把重物加速上舉到某一高度，下列說法正確的是A、物體所受的合外力對它做的功等于物體機械能的增量。B、物體所受合外力做的功等于它動能的增量。C、人對物體做的功和重力對物體做的功的代數(shù)合等于物體機械能的增量。D、克服重力做的功等于物體重力勢能的增量。BD課堂練習一個人把重物加速上舉到某一高度，下列說法正確的是BD課堂練習27如圖，一子彈以水平速度射入木塊并留在其中，再與木塊一起共同擺到最大高度的過程中，下列說法正確的是A、子彈的機械能守恒。B、木塊的機械能守恒。C、子彈和木塊的總機械能守恒。D、以上說法都不對D課堂練習1、子彈射中木塊的過程機械能不守恒2、整體從最低位置擺到最高位置的過程

機械能守恒如圖，一子彈以水平速度射入木塊并留在其中，再與木塊一起共同擺28一個小滑塊從半圓形軌道上端由靜止開始下滑，當滑到軌道最低點時，對于滑塊動能的大小和對軌道的壓力，下列說法正確的是

A、軌道半徑越大，滑塊動能越大，對軌道壓力越大。B、軌道半徑越大，滑塊動能越大，對軌道壓力越小。C、軌道半徑越大，滑塊動能越大，對軌道壓力與半徑無

關(guān)。D、軌道半徑變化時，滑塊的動能與對軌道的壓力都不

變。課堂練習A→B，機械能守恒在B點：C一個小滑塊從半圓形軌道上端由靜止開始下滑，當滑到軌道最低點時29課堂練習一個輕彈簧固定于O點，另一端系一重物，將重物從與懸點O在同一水平面肯彈簧保持原長的A點無初速度釋放，讓它自由下擺，不計空氣阻力，在重物由A擺到最低點的過程中，A、重物的重力勢能減少。B、重物的重力勢能增加。C、重物的機械能不變。D、重物的機械能減少。oAAD球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒課堂練習一個輕彈簧固定于O點，另一端系一重物，將重物從與懸點30課堂練習如圖所示，斜面置于光滑的水平面上，其光滑斜面上有一物體由靜止沿斜面下滑，在物體下滑的過程中，下列說法正確的是A、物體的重力勢能減少，動能增加。B、斜面的機械能不變。C、斜面對物體的作用力垂直于接觸面，不對物體做功。D、物體和斜面組成的系統(tǒng)機械能守恒。mMAD課堂練習如圖所示，斜面置于光滑的水平面上，其光滑斜面上有一物31質(zhì)量為m的物體，從靜止開始以2g的加速度豎直向下加速運動距離h，則（）A、物體的重力勢能減少mghB、物體的動能增加2mghC、物體的機械增加mghD、物體的機械能保持不變課堂練習ABC質(zhì)量為m的物體，從靜止開始以2g的加速度豎直向下加速運動距離323、以10m/s的速度將質(zhì)量為m的物體豎直上拋出，若空氣阻力忽略，g＝10m/s2則：⑴物體上升的最大高度是多少？⑵上升過程在何處重力勢能和動能相等？v0h