《八年级物理下册12.1 机械能1（课件）教科版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《八年级物理下册12.1 机械能1（课件）教科版（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机械能 机械能守恒定律 动能和势能(包括重力势能和弹性势能)，统称为机械能1.机械能 在只有重力(或弹簧的弹力)做功的情形下，物体或系统的动能和重力势能(或弹性势能)发生相互转化，但机械能的总量保持不变.2.机械能守恒定律内容3.机械能守恒定律的表达方式 物体在初状态的机械能E1等于其末状态的机械能E2，即E2=E1或Ek2+Ep2=Ek1+Ep1减少(或增加)的势能Ep等于增加(或减少)的总动能Ek,即EP= Ek系统内一物体机械能的增加(或减少)等于另一物体机械能的减少(或增加)，即E1=-E2 在只有重力做功和弹簧弹力做功的系统内，则系统的动能，重力势能和弹性势能之间发生相互转化，但三种
2、形式能量之和即机械能总量保持不变.4.机械能守恒定律的条件 在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变； 在只有弹簧弹力做功的情形下，物体的动能和弹簧的弹性势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变 例1 如图所示，有一条长为L的均匀金属链条，一半长度在光滑斜面上，斜面倾角，另一半长度沿竖直方向下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，求链条刚好全部滑出斜面时的速度是多大?（不计摩擦）5.机械能守恒定律的应用（1）单体 例2 竖直轻弹簧长为L，放在地面上，质量为m的小球放在轻弹簧上端，并用竖直向下的力F（Fmg）压小球，使弹簧压缩L，弹簧具有的弹性势能是
3、，如图所示撤去力F后，小球被弹起求小球被弹起距地面的最大高度例3如图所示，光滑轨道AB部分平直，BC部分是处于竖直平面内半径为R的半圆，圆管截面半径rR，有一质量为m，半径比r略小的光滑小球以水平初速度v0射入圆管，问：（1）若要小球能从C端出来，初速度v0需多大？ （2）在小球从C端出来的瞬间，对管壁压力有哪几种情况？初速度v0各应满足什么条件？例例4 4 如下图所示，小球A用不可伸长的轻绳悬于O点，在O点的正下方有一固定的钉子，OB=y.初始时，小球A与O同水平面，无初速释放A，绳长为L.为使球能绕B点做圆周运动，求y的取值范围.解析解析：小球摆到最低点只有重力做功，绳碰到B点的钉子后，绳
4、绕B点做圆周运动，要保证让小球上升到圆最高点，则圆半径不能太大.设 R=L-y. 做完整的圆周运动，只要最高点D满足关系式 /Rmg. 球从初始位置释放，到圆的最高点D，只有重力做功，拉力不做功，机械能守恒，有 mg(L-2R)= 由、式，得 LyL.例5如图776所示，一水平方向的足够长的传送带以恒定的速度v3 m/s沿顺时针方向转动，传送带右端固定着一光滑曲面，并与曲面下端相切，一物块自曲面上高为H的P点由静止滑下，滑到传送带上继续向左运动，物块没有从左边滑离传送带，已知传送带与物体间的动摩擦因数0. .2，不计物块滑过曲面与传送带交接处的能量损失，g10 m/s2，求：（1）H11.5
5、m，物块返回曲面时上升的最大高度；（2）H20.2 m，物块返回曲面时上升的最大高度例6如图所示，质量为2m和m可看做质点的小球A、B，用不计质量的不可伸长的细线相连，跨在固定的半径为R的光滑圆柱两侧，开始时A球和B球与圆柱轴心等高，然后释放A、B两球，则B球到达最高点时的速率是多少?(2)系统 mMa oAB 例7已知：各处都光滑， M=3m,OA=3m,AB=4m,a=300现使M从A由静止开始运动，求M到B点的速度。 例7如图所示，半径为r，质量不计的圆盘盘面与地面相垂直，圆心处有一个垂直盘面的光滑水平固定轴O，在盘的最右边缘固定一个质量为m的小球A，在O点的正下方离O点 处固定一个质量
6、为m的小球B，放开盘让其自由转动，问：（1）当A球转到最低点时，两小球的重力势能之和减少了多少?（2）A球转到最低点时的线速度是多少?（3）在转动过程中，半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是多少? 能量守恒定律能量守恒定律1能量守恒定律 能量既不可凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移过程中总能量守恒其中功是能量转化的量度2定律表达式： E初E终；E增E减说明： （1）某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量一定和增加量相等 （2）某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等 （3）滑动摩擦
7、力与相对路程的乘积在数值上等于产生的内能，即QFs 例例1 行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰；降后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流上述不同现象中所包闭合线圈，线圈中产生电流上述不同现象中所包含的相同的物理过程是含的相同的物理过程是: : A. A.物体克服阻力做功物体克服阻力做功 B.B.物体的动能转化为其他形式的能量物体的动能转化为其他形式的能量 C.C.物体的势能转化为其他形式的能量物体的势能转
8、化为其他形式的能量 D.D.物体的机械能转化为其他形式的能量物体的机械能转化为其他形式的能量3.能量守恒定律的应用（1）能量守恒定律 例例2 2竖立在水平地面上的轻弹簧，下端与地面固定，将竖立在水平地面上的轻弹簧，下端与地面固定，将一个金属球放置在弹簧顶端一个金属球放置在弹簧顶端( (球与弹簧不粘连球与弹簧不粘连) )，并用力向下，并用力向下压球，使弹簧做弹性压缩。稳定后用细线把弹簧栓牢如图压球，使弹簧做弹性压缩。稳定后用细线把弹簧栓牢如图a a所示烧断细线，球将被弹起，且脱离弹簧后能继续向上运所示烧断细线，球将被弹起，且脱离弹簧后能继续向上运动。如图动。如图b b所示那么该球从细线被烧断到刚
9、脱离弹簧的运动所示那么该球从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中：过程中： A.A.球刚脱离弹簧时弹簧的弹性势能最小球刚脱离弹簧时弹簧的弹性势能最小 B.B.球刚脱离弹簧时的动能最大球刚脱离弹簧时的动能最大 C.C.球所受合力的最大值不一定大于重力值球所受合力的最大值不一定大于重力值 D.D.在某一阶段内，球的动能减小而它的机械能增加在某一阶段内，球的动能减小而它的机械能增加V0Mm木块不固定木块不固定, ,光滑地面光滑地面MV2V3请比较两种情况下的大小请比较两种情况下的大小: :(1)(1)子弹动能的减少量子弹动能的减少量 (2)(2)系统动能的减少量系统动能的减少量(3)(3)产生的热能产
10、生的热能 (4)V(4)V1 1 和和V V2 2的大小的大小第一种情况第一种情况: :第二种情况第二种情况: :V V0 0M Mm m木块固定木块固定V V1 1例例3 3（2 2）摩擦生热问题：）摩擦生热问题：F FB BA AB B固定于地面固定于地面F FB BA AB不固定,光滑地面第一种情况第一种情况: :第二种情况第二种情况: :用相同的恒力拉用相同的恒力拉A,A,使使A A运动到运动到B B的右端的右端, ,两情况比较两情况比较: :（1 1）F F做的功做的功W W1 1 、W W2 2 比较？比较？（2 2）产生的热能）产生的热能Q Q1 1 、Q Q2 2比较？比较？例
11、例4 4例例5 5 已知：已知：m m轻轻地放在皮带上，皮带始终轻轻地放在皮带上，皮带始终以以V V匀速。匀速。 问：当相对静止时，产生的问：当相对静止时，产生的Q=Q=？m 例例6一个人站在船头一个人站在船头, ,按下图两种情况用相同大按下图两种情况用相同大小的恒力拉绳小的恒力拉绳, ,经过相同的时间（船未碰撞），人经过相同的时间（船未碰撞），人做功分别为做功分别为W W，W W；在内人拉绳的平均功率分别为：；在内人拉绳的平均功率分别为：P P，P P；则：；则： W W W W ，P PP P （）（）（）（）（3 3）功和能的关系：）功和能的关系： 例例7 一架自动扶梯以恒定的速率一架自
12、动扶梯以恒定的速率v1运运送乘客上楼，某人第一次站在扶梯上不动，第送乘客上楼，某人第一次站在扶梯上不动，第二次以相对于扶梯的速率二次以相对于扶梯的速率v匀速往上跑，两次匀速往上跑，两次扶梯运客做的功分别为：扶梯运客做的功分别为： W ， W，功，功率：率： P ， P ，则，则：W W ，PP 例例8 8“和平号和平号”空间站坠落在南太平洋海域，坠落过程可简化为从一个空间站坠落在南太平洋海域，坠落过程可简化为从一个近似圆轨道开始，经过与大气摩擦，空间站的绝大部分经过升温、熔化，最后近似圆轨道开始，经过与大气摩擦，空间站的绝大部分经过升温、熔化，最后汽化而销毁，剩下的残片坠入大海此过程中，空间站
13、原来的机械能中，除一汽化而销毁，剩下的残片坠入大海此过程中，空间站原来的机械能中，除一部分用于销毁和一部分被残片带走外，还有一部分能量部分用于销毁和一部分被残片带走外，还有一部分能量E E通过其他方式散失通过其他方式散失（不考虑坠落过程中化学反应的能量）：（不考虑坠落过程中化学反应的能量）：（1 1）试导出以下各物理量的符号表示散失能量）试导出以下各物理量的符号表示散失能量E E的公式的公式（2 2）算出）算出E E的数值的数值坠落开始时空间站的质量坠落开始时空间站的质量M1.17105 kg轨道离地面的高度为轨道离地面的高度为h146 km地球半径地球半径R6.4106 m坠落空间范围内重力加速度近似取坠落空间范围内重力加速度近似取g10 m/s2入海残片的质量入海残片的质量m1.2104 kg入海残片的温度升高入海残片的温度升高T3000 K入海残片的入海速度为入海残片的入海速度为v340 m/s空间站材料每空间站材料每1 kg升温升温1 K平均需能量平均需能量C1103 J每销毁每销毁1 kg材料平均所需的能量材料平均所需的能量1107 J
