高中物理 7.8 機(jī)械能守恒定律課件 新人教版必修2

1、8 .機(jī)械能量守恒定律，1 .知道什么是機(jī)械能，物體的動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)換。 2 .能夠準(zhǔn)確導(dǎo)出物體在光滑曲面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能量守恒，理解機(jī)械能量守恒定律的內(nèi)容，了解其含義和適用條件。 3 .在一個(gè)具體問(wèn)題中，可以列舉機(jī)械能是否存儲(chǔ)，機(jī)械能存儲(chǔ)的方程式。 1、2、1、動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)換1 .動(dòng)能與重力勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)換： (1)當(dāng)物體沿自由下落或光滑斜面下落時(shí)，重力對(duì)物體起正作用，物體的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加， 物體原本具有的重力勢(shì)能和動(dòng)能(2)原本具有一定速度的物體，在慣性作用下在空中垂直上升或沿著光滑斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)物體產(chǎn)生負(fù)作用，物體原本具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為重力勢(shì)能。 2 .動(dòng)能和

2、彈性勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)換，例如被壓縮的彈簧可以彈出物體，此時(shí)彈力成功，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能。 3 .通過(guò)重力和彈性的辦事兒，機(jī)械能從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。 動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能，、一、二、機(jī)械能量守恒定律1 .導(dǎo)出：一、二、二.機(jī)械能量守恒定律： (1)的內(nèi)容僅是重力，(2)式：ek1 ep1=ek2 ep2或(3)機(jī)械能量守恒條件：除重力或彈力外，其他力不工作或工作總和為零。 分析能量的轉(zhuǎn)換情況，其中，弓向上彎曲射箭，箭射到最高點(diǎn)的過(guò)程中。 呈現(xiàn)：弓的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)換為箭的動(dòng)能。 在上升中，箭的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。一、二、三、四、五、一、機(jī)械能量守恒規(guī)則三個(gè)表達(dá)式，一、二、三、四、五、溫暖提

3、示后兩個(gè)表達(dá)式研究變化量，無(wú)需選擇零電勢(shì)面，有些問(wèn)題用它們求解比較方便，但一、二、三、四、五、二理解機(jī)械能量守恒條件1 .從能量特性來(lái)看，僅系統(tǒng)動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)換，而不在其它形式能量(例如內(nèi)部能量)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后保存系統(tǒng)機(jī)械能。 當(dāng)物體彼此碰撞、物體彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)、物體彼此具有摩擦作用時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)內(nèi)能，機(jī)械能一般不保存。 2 .從機(jī)械能的定義看：動(dòng)能和勢(shì)能之和是否變化。 當(dāng)一個(gè)物體沿著斜面等速(或減速)滑動(dòng)時(shí)，動(dòng)能不變化(或減少)，勢(shì)能減少，機(jī)械能減少的一個(gè)物體在水平方向上等速運(yùn)動(dòng)時(shí)保存機(jī)械能，在垂直方向上等速運(yùn)動(dòng)時(shí)不保存機(jī)械能。 1、2、3、4、5、3 .工作特征：僅辦事兒重力和系統(tǒng)內(nèi)

4、的彈力。 具體表現(xiàn)為：1、2、3、4、5、1、2、3、4、5、1、2、3、4、5，(1)機(jī)械能量守恒的條件溫暖地提示合力的工作不為零；(2)對(duì)各個(gè)物體從辦事兒力的特征進(jìn)行分析比較方便，對(duì)物體系統(tǒng)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化、一、二、三、四、五、三、機(jī)械能量守恒定律的“五性”、一、二、三、四、五、五、一、二物體系初、末狀態(tài)的物理量，無(wú)需分析中間過(guò)程的復(fù)雜變化，簡(jiǎn)化處理問(wèn)題，應(yīng)用的基本構(gòu)想如下2 .根據(jù)研究對(duì)象所經(jīng)歷的物理過(guò)程，進(jìn)行受力、工作分析，判斷機(jī)械能量是否存在。 3 .適當(dāng)選擇參考平面，確定研究對(duì)象研究過(guò)程的開(kāi)始、結(jié)束狀態(tài)下的機(jī)械能。 4 .從機(jī)械能量守恒定律的列方程解。、一、二、三、四、五，溫暖提示系統(tǒng)

5、的機(jī)械能量守恒意味著在整個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)的機(jī)械能始終不變化(不只是初始狀態(tài)和最終狀態(tài)的機(jī)械能相等)，而在應(yīng)用機(jī)械能量守恒定律解決問(wèn)題時(shí)，不需要只考慮運(yùn)動(dòng)的初始狀態(tài)和最終狀態(tài)。一、二、三、四、五、五、機(jī)械能量守恒定律與動(dòng)能定理的比較，一、二、三、四、五、溫暖提示(1)重力以外其他力工作不為零時(shí)，其他力工作的數(shù)值等于機(jī)械能的變化量。 (2)因?yàn)檫m用動(dòng)能定理不需要太滿足條件，所以涉及功能關(guān)系問(wèn)題時(shí)優(yōu)先考慮動(dòng)能定理。 關(guān)于是否保存有類型1、類型2、類型3、類型4、類型5、【例題1】機(jī)械能量，以下說(shuō)明中正確的是() a .進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能量被保存的b .進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能量被保存的c .進(jìn)

6、行變速運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能量有可能被保存的d .配合外力不使物體工作進(jìn)行變速運(yùn)動(dòng)的物體，就像沒(méi)有空氣阻力的種植體運(yùn)動(dòng)一樣，機(jī)械能量被保存選擇項(xiàng)c加上正確的外力，辦事兒的不是零，可能保存著機(jī)械能。 例如，自由下落運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)d是錯(cuò)誤的。 答案是：c，類型1，類型2，類型3，類型4，類型5，反省判斷問(wèn)題后是否存在機(jī)械能量，重要的是是否只有重力和彈力辦事兒。 機(jī)械能量守恒中常見(jiàn)的一件事是物體只受到重力和彈力，第二件事是物體受到重力和彈力以外的力，而其他力沒(méi)有工作和工作的代數(shù)和為零。 (多項(xiàng)選擇)如圖所示，切割傾斜尖的垂直的壁，在水平面上靜止，當(dāng)前，使小球從圖示的位置靜止并釋放，如果不考慮一切摩擦，則在小球

7、從釋放到落到地面的過(guò)程中a .傾斜分割對(duì)小球的彈力不起作用的b .小球的機(jī)械能量守恒c .由傾斜分割和小球構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能量守恒d .小球重力勢(shì)的減少量與傾斜分割動(dòng)能的增加量解析：相等，在小球打滑時(shí)，不產(chǎn)生由小球和傾斜分割構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能以外的形式的能量， 由于系統(tǒng)機(jī)械能量守恒傾斜分割的機(jī)械能增加，所以小球的機(jī)械能減少，小球減少的重力勢(shì)能量轉(zhuǎn)換成小球的動(dòng)能與傾斜分割的動(dòng)能。 答案是：abd，類型1，類型2，類型3，類型4，類型5，類型5，問(wèn)題后反省判斷機(jī)械能量守恒時(shí)，對(duì)于單一物體，只看到重力是否辦事兒，并不是只受到重力而受到其他的力，而是其他的力不工作或代數(shù)和為零對(duì)于同時(shí)保存機(jī)械能的由兩個(gè)或幾

8、個(gè)物體構(gòu)成的系統(tǒng)，判斷其機(jī)械能量守恒時(shí)，只看重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力是否辦事兒，如果其他外力或內(nèi)力辦事兒(例如，內(nèi)部有摩擦等)，則系統(tǒng)機(jī)械能不保存。 如圖所示，在水平載物臺(tái)上的a點(diǎn)，質(zhì)量m的物體以初始速度v0被拋出，不施加空氣阻力，求出到達(dá)載物臺(tái)下的h的b點(diǎn)時(shí)的速度的大小。運(yùn)動(dòng)中的小球的機(jī)械能量守恒基于機(jī)械能量守恒定律求解。類型1、類型2、類型3、類型4、類型5、問(wèn)題后反思使用機(jī)械能量守恒法則來(lái)解決問(wèn)題，不需要只考慮運(yùn)動(dòng)的開(kāi)始、結(jié)束的狀態(tài)，不需要考慮兩個(gè)狀態(tài)之間的過(guò)程的細(xì)節(jié)，因此有牛頓的運(yùn)動(dòng)法則難以解決的問(wèn)題，可以通過(guò)機(jī)械能量守恒法則來(lái)解決、類型1、類型2、類型3、類型4、類型5、【例題4】如圖所示

9、，長(zhǎng)且不伸長(zhǎng)的柔軟的輕繩跨過(guò)平滑的定滑輪，在繩的兩端分別連接小球a和b。 a球的質(zhì)量是m，靜置在地面上的b球的質(zhì)量是3m，用手支撐，高度是h，這時(shí)輕的繩子正好拉緊。 從靜止中解放出b后，a球能達(dá)到的最大高度是多少？ 在：b球落地之前，由a和b組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。 b球落地后，在a球單獨(dú)上升的過(guò)程中，a球的機(jī)械能被保存。、類型1、類型2、類型3、類型4、類型5、類型1、類型2、類型3、類型4、類型5、問(wèn)題后為了從保存的觀點(diǎn)反省列方程式，需要事先規(guī)定重力勢(shì)的參考平面，從變換或移動(dòng)的觀點(diǎn)出發(fā)，能量能夠從什么變換為什么等從不同的角度分析的話，解題的容易度也不一樣。 類型1、類型2、類型3、類型4、類型5、類型1、類型2、類型3、類型4、類型5、(1)小球從c點(diǎn)出來(lái)，正好碰到墊子的m端時(shí)，小球通過(guò)c點(diǎn)時(shí)對(duì)管的作用力的大小和方向如何為