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1、第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律第八节第八节 机械能守恒定律机械能守恒定律实验证明，小球在摆动过程中实验证明，小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化重力势能和动能在不断转化在摆动过程中，小球总能回到在摆动过程中，小球总能回到原来的高度可见，重力势能原来的高度可见，重力势能和动能的总和不变和动能的总和不变动能和重力能和重力势能和能和弹性性势能能的的总和叫做机械能和叫做机械能 结论：虽然然动能不断地能不断地变化，化，势能也不断地能也不断地变化，它化，它们的的变化化应该存在一个存在一个规律，即律，即总的机械能是不的机械能是不变的的 如图所示，桌面高为如图所示，桌面高为A，质量为，质
2、量为m的的小球从离桌面高为小球从离桌面高为H处自由落下，处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，则小球落到地面前瞬间势能为零，则小球落到地面前瞬间的机械能为的机械能为 ( )A.mgh B.mgH C.mg(H+h) D.mg(Hh)机械能守恒定律机械能守恒定律Ek2 +EP2 =Ek1 + EP1，即，即E1= E2动能和重力能和重力势能可以相互能可以相互转化，而化，而总的机械能保持不的机械能保持不变在只有重力或在只有重力或弹力做功的物体系力做功的物体系统内，内，动能和能和弹性性势能可以相互能可以相互转化，化，总的机械能也保持不的机械能也保持不变，这
3、就是机就是机械能守恒定律械能守恒定律机械能守恒的条件：机械能守恒的条件： 只有重力做功或弹力做功（只只有重力做功或弹力做功（只有动能、重力势能、弹性势能的有动能、重力势能、弹性势能的转化）转化）只受重力只受重力( (弹力弹力) )，不受其他力，不受其他力除重力（弹力）外，受其他力，但除重力（弹力）外，受其他力，但其他力不做功或做功代数和为零其他力不做功或做功代数和为零解解题步步骤：1选取研究取研究对象象系系统或物体或物体2根据研究根据研究对象所象所经历的物理的物理过程程进行受力、做功行受力、做功分析，判断机械能是否守恒分析，判断机械能是否守恒3恰当地恰当地选取参考平面，确定研究取参考平面，确定
4、研究对象在象在过程的初末程的初末状状态时的机械能的机械能4根据机械能守恒定律列方程，根据机械能守恒定律列方程，进行求解行求解例例1:如如图所示，下列四个所示，下列四个选项的的图中，木中，木块均在固定的斜面上运均在固定的斜面上运动，其中，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，中的斜面是粗糙的，图A、B中的中的F为木木块所受的外力，方向如所受的外力，方向如图中箭中箭头所示，所示，图A、B、D中的木中的木块向下运向下运动，图C中的木中的木块向上运向上运动。在。在这四个四个图所所示的运示的运动过程中机械能守恒的是程中机械能守恒的是例例2长为长为L的均匀链条，放在光滑
5、的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其长度的的水平桌面上，且使其长度的1/4垂垂在桌边，如图所示，松手后链条从静在桌边，如图所示，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大？离开桌边时的速度大小为多大？ 练习练习1 1、翻滚过山车从离地面高度为翻滚过山车从离地面高度为h h的的A A处由静止释放后，冲入位于竖直处由静止释放后，冲入位于竖直平面内的圆形轨道，轨道半径为平面内的圆形轨道，轨道半径为8.1m8.1m。如果车在轨道最高点如果车在轨道最高点B B处的速度为处的速度为9m/s9m/s，求，求A A点距地面的高度点距地面的高度h
6、 h是多大？是多大？练习练习2 2：要使一个小球着地后回跳的：要使一个小球着地后回跳的高度比抛出点高高度比抛出点高5.0m5.0m，必须以多大，必须以多大速度将它竖直抛下？（不计空气阻速度将它竖直抛下？（不计空气阻力和球着地时的能量损失）力和球着地时的能量损失）V0h5m=练习练习3 3、长为、长为L L质量分布均匀的绳子质量分布均匀的绳子, ,对称地悬挂在轻小的定滑轮上对称地悬挂在轻小的定滑轮上, ,如图如图所示所示. .轻轻地推动一下轻轻地推动一下, ,让绳子滑下让绳子滑下, ,那么当绳子离开滑轮的瞬间那么当绳子离开滑轮的瞬间, ,绳子的绳子的速度为多大？速度为多大？例题例题4:4:如图所
7、示如图所示, ,两小球两小球m mA A、m mB B通过绳绕过通过绳绕过固定的半径为固定的半径为R R的光滑圆柱的光滑圆柱, ,现将现将A A球由静止球由静止释放释放, ,若若A A球能到达圆柱体的最高点球能到达圆柱体的最高点, ,求此时求此时的速度大小的速度大小(m(mB B=2m=2mA A).).1 1、做自由落体运动的物体在某时刻的、做自由落体运动的物体在某时刻的速度和它下落的高度相对应速度和它下落的高度相对应, ,高度低处高度低处速度大速度大；2 2、物体以一定初速度上升时，高度越、物体以一定初速度上升时，高度越高，速度越小；高，速度越小；3 3、荡秋千时，高度越高时速度越小、荡秋
8、千时，高度越高时速度越小4 4、箭从弓上射出时，弓的形变量越小、箭从弓上射出时，弓的形变量越小时，速度越大；时，速度越大； 看以下各物体运动中涉及的能量及转化看以下各物体运动中涉及的能量及转化应用机械能守恒定律解题的一般步应用机械能守恒定律解题的一般步骤：骤： 1 1、明确研究对象和它的运动过程、明确研究对象和它的运动过程2 2、分析研究对象在运动中的受力情、分析研究对象在运动中的受力情况，判断机械能是否守恒况，判断机械能是否守恒3 3、分析运动的始末状态，选定零势、分析运动的始末状态，选定零势能参考面，确定物体在始末状态的能参考面，确定物体在始末状态的动能和势能动能和势能4 4、根据机械能守恒定律列方程求解、根据机械能守恒定律列方程求解小小结：1、机械能守恒定律的条件及机、机械能守恒定律的条件及机械能守恒定律的内容。械能守恒定律的内容。2、运用机械能守恒解、运用机械能守恒解题的步的步骤。 作作业：1、与同学、与同学讨论课后的后的“思考与思考与讨论”。2、做、做课后后题目目1、2、3、4、5。3、再推、再推导一遍机械能守恒定律一遍机械能守恒定律的内容。的内容。
