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1、第七章 机械能守恒定律,第二节 功,第一节 追寻守恒量,伽利略理想实验,等 高,小球“记得”原来的高度,关于小球运动过程的描述,1、小球从一个斜面的某一高度由静止滑下，并运动到另一个斜面的同一高度，经历了哪几个运动过程？ 小球经历了先加速后减速的过程 2、这些过程各有什么特点？,在加速过程中,小球速度增大,位置高度减小;在减速运动过程中，小球速度在减小，但位置高度在增大,分析各个过程运动和力的关系,1、下滑过程小球所受合力方向与运动方向一致，小球做加速运动，直到斜面底端，速度达到最大 2、上滑过程小球所受合力方向与运动方向相反，小球做减速运动，直到速度为零,可见，如果斜面是光滑的，当小球滑上另
2、一个斜面的相同高度时，速度为零，小球好像“记得”自己起始的高度，然后重复前面的运动。,现在我们将刚才的物理过程抽象化,1、小球由加速过程过渡到减速过程，恢复到原来的高度 2、加速过程与减速过程中与高度有关的一个物理量在变化的同时，一个与速度有关的物理量也在变化 3、与高度有关的物理量的变化引起了另一个与速度有关的物理量的变化,结论,伽利略斜面实验表明： 小球在运动过程中，“有某一量是守恒的”，这个量叫能量。 相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。 物体由于运动而具有的能量叫做动能。,请用动能和势能的概念来描述伽利略的斜面实验,伽利略理想实验,等 高,A到B: B到C:,A,B,C,动能
3、增加,势能减少,动能减少,势能增加,思考题,以竖直上抛的小球为例说明小球的势能和动能的转化情况。在这个例子中是否存在着能的总量保持不变？,课堂训练,2、“神州”六号飞船进入太空后，首先在一个椭圆轨道上平稳运行，它在椭圆轨道上运动过程中，动能和势能如何变化？动能和势能的总和（机械能）如何变化？,第七章 机械能守恒定律,第二节 功,木头在起重机的拉力作用下 ? 能增加,列车在机车牵引力的作用下 ? 能增加,握力器在手的压力作用下 ？ 能增加,力对物体做了功,一、做功的条件：,物体静止, 作用在物体上的力, 物体在力的方向上移动的位移,滑块在力F的作用下前进了 l ，F对滑块做了多少功？,探究一,F
4、,分析：,根据力的等效性原理,可以把计算F做功的问题转化为分别求F1和F2做功的问题,W1= F1l = F COSl,W2 = 0,W = W1 + W2,W = F l COS,拉力F做的功W = ？,1、公式：,W = F l cos,二、功的计算：,2、单位,国际单位：焦耳（焦）,单位符号：J,m=1Nm,a、功一定要指明是哪个力对物体做的功,b、仅适用于恒力做功,3、理解：,c、功是过程量,d、功是标量,4、注意:位移l相对地面而言,练习见书P59 1,正功和负功,探究,=/2,/2,/2,COS= 0,COS0,COS0,W = 0,W 0,W0,表示力F对物体不做功,表示力F对物
5、体做正功,表示力F对物体做负功“往往说物体克服某力作功”,正功的意义是：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力。,负功的意义是：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力。,三、正功和负功：,一个力对物体做负功，也可说成物体克服这个力做了正功,正功、负功不表示方向相反，仅表示不同做功的效果,功是标量，无方向，但是有正负之分。,三、总功的求法：,1.所受各个力做功的代数和,2.所受各个力的合力所做的功,但是W1、W2、W3有正负之分,见书P59 例题 P60 2,作业P60 3 4,小结,1、做功的条件,作用在物体上的力,物体在力的方向上移动的位移,2、功的计算,W
6、= F l cos,a、功一定要指明是哪个力对物体做的功,b、力必须是恒力,3、 功是标量，但有正负。正负只表示做功的力的效果功的正负决不表示方向，也不表示大小。,4、总功等于各个力对物体所做功的代数和，也就是合力对物体所做的功。,应用1,用水平恒力F作用于质量为M的物体，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离l，恒力做功为W1，再用该恒力作用于质量为m(mw2 B w1w2 C w1=w2 D 无法判断,C,本题说明了一个力所做的功只由力和力的方向上发生的位移决定,跟物体是否还受到其它力作用,以及物体的运动情况均无关,如图，在光滑的斜面上质量为m的物体，在水平力F的作用下，沿斜面向上运动了L
7、，试分析物体的受力，并判断各力的做功情况。,例题1：滑雪运动员沿光滑斜面下滑，在下滑过程中，动能、势能如何变化？能量守恒吗？,解析： 运动员沿光滑斜面下滑，速度变大，高度降低，故其动能越来越大，势能越来越小。 由于斜面光滑，没有其他能量生成，因此机械能守恒。,请注意：能量总是守恒的，但动能与势能的和不一定守恒，在存在摩擦力的情况下，机械能（动能与势力的和）不守恒，例如木箱沿斜面匀速下滑过程中，存在摩擦生热现象，总能量是守恒的，但机械能不守恒。,课堂训练,3、苹果从树上掉下时，速度越来越大，下列说法正确的是（ ） A、高度转变成了速度 B、苹果的能量增加 C、势能转变成了动能 D、苹果的机械能不
8、变,C,例题2：在光滑地面上，一弹簧一端固定竖直墙上，另一端连着一个小球，用力压缩弹簧，释放后，试分析能量转化关系。,分析:弹簧被压缩,贮存了能量（弹性势能）,然后又逐渐转化为小球的动能，当弹簧恢复到原长时,势能为零,球的动能最大,在弹簧伸长过程中，球的动能减少,弹簧的势能又增加,球在往复运动过程中,球的动能与弹簧的势能相互转化,总的能量不变。,课堂训练,1、诺贝尔物理奖获得者费恩曼曾说：有一个事实，如果你愿意也可以说是一条定律，支配者至今所知的一切现象这条定律就是 （ ） A、牛顿第一定律 B、牛顿第二定律 C、牛顿第三定律 D、能量守恒定律,D,一质量m=10kg的物体放在光滑的水平面，在受到一水平向右的拉力F=10N作用下从静止开始运动，求5s末物体的速度。,复习：,
