《高一物理课件：8《机械能守恒定律》（人教版必修2）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一物理课件：8《机械能守恒定律》（人教版必修2）（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、8 机械能守恒定律1 1. .知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化互转化。 2 2. .会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒守恒。4.4.在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式机械能守恒的方程式。 3 3. .理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件条件。 1.1.动能、动能定理动能、动能定理2.2.重力势能、重力做功与重力势能变化量之间的关系重力势能、重力做功与
2、重力势能变化量之间的关系3.3.弹性势能、弹力做功与弹性势能变化量之间的关系弹性势能、弹力做功与弹性势能变化量之间的关系4.4.功能关系功能关系单摆演示单摆演示单摆演示单摆演示动能和势能的相互转化动能和势能的相互转化滚摆滚摆动能和重力势能的相互转化动能和重力势能的相互转化上坡：上坡：重力做负功，重力势能增加重力做负功，重力势能增加动能转化为重力势能动能转化为重力势能下坡：下坡：重力做正功，重力势能减少重力做正功，重力势能减少重力势能转化为动能重力势能转化为动能你能举出生活中动能和势能你能举出生活中动能和势能之间相互转化的例子吗？之间相互转化的例子吗？猜想：猜想：它们是否存在着某种守恒？它们是否
3、存在着某种守恒？一、机械能守恒定律推导一、机械能守恒定律推导一个物体沿着光滑的曲面滑下，在一个物体沿着光滑的曲面滑下，在A A点时动能为点时动能为E Ek1k1，重力势能为，重力势能为E Ep1p1 ；在；在B B点时动能为点时动能为E Ek2k2，重力势能，重力势能为为E Ep2p2 。试判断物体在。试判断物体在A A点的机械能点的机械能E E1 1和在和在B B点的机械点的机械能能E E2 2的关系。的关系。由动能定理：由动能定理：G GN N从重力做功与重力势能变化的关系知从重力做功与重力势能变化的关系知用气垫导轨演示机械能守恒定律用气垫导轨演示机械能守恒定律二、机械能守恒定律二、机械能
4、守恒定律在只有重力做功或弹力做功的物体系统内，物体只发在只有重力做功或弹力做功的物体系统内，物体只发生动能与势能的相互转化，而总的机械能保持不变。生动能与势能的相互转化，而总的机械能保持不变。1.1.内容：内容：思考：思考：对条件如何理解？对条件如何理解？只有重力做功或弹簧弹力做功只有重力做功或弹簧弹力做功2.2.机械能守恒条件：机械能守恒条件：（1 1）物体只受重力，不受其他力）物体只受重力，不受其他力 v vv v0 0G GG Gv v0 0G G（2 2）物体只受重力和弹簧弹力，不受其他力）物体只受重力和弹簧弹力，不受其他力（3 3）物体除受重力和弹簧弹力外，还受其他力，）物体除受重力
5、和弹簧弹力外，还受其他力，但其他力不做功但其他力不做功（4 4）除受重力、弹力外，还受其他力，其他力做）除受重力、弹力外，还受其他力，其他力做功，但做功代数和为零功，但做功代数和为零F F1 1F F2 2A AB B3. 3. 数学表达式：数学表达式： 下列实例中哪下列实例中哪些情况机械能些情况机械能是守恒的是守恒的? ?用绳拉着一个物体用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀沿着光滑的斜面匀速上升。速上升。跳伞员利用降落伞跳伞员利用降落伞在空中匀速下落在空中匀速下落抛出的篮球在抛出的篮球在空中运动（不空中运动（不计阻力）计阻力）光滑水平面上光滑水平面上运动的小球，运动的小球，把弹簧压缩后把弹簧压缩
6、后又被弹回来。又被弹回来。v v 也不要把只有重力和弹力做功理解为物体只受重也不要把只有重力和弹力做功理解为物体只受重力和弹力力和弹力. . 不要把其他力不做功理解为物体受到的合外力为不要把其他力不做功理解为物体受到的合外力为零零. .注意注意: :机械能守恒中各量的变化机械能守恒中各量的变化 例题例题 把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆。摆把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆。摆长为长为l，最大偏角为，最大偏角为。小球运动到最低位置时的速度是。小球运动到最低位置时的速度是多大？多大？解：解：拉力拉力F F不做功，只有重力不做功，只有重力G G做功，小球机械能守恒。做功，小球机械能守恒。
7、以最低点为参考平面。以最低点为参考平面。OBAlGFT（1 1）确定研究对象，画出过程示意图；确定研究对象，画出过程示意图；应用机械能守恒定律解题的一般步骤：应用机械能守恒定律解题的一般步骤：（2 2）分析物体的受力，明确各力做功的情况，分析物体的受力，明确各力做功的情况，判断判断是否符合机械能守恒的条件是否符合机械能守恒的条件；（3 3）分析物体的运动，分析物体的运动，恰当地选取参考平面，恰当地选取参考平面，确定确定物体初、末状态的机械能（势能和动能）；物体初、末状态的机械能（势能和动能）；（4 4）根据机械能守恒定律）根据机械能守恒定律列方程求解。列方程求解。三、机械能守恒定律的应用三、机
8、械能守恒定律的应用1.1.如如图图所所示示，小小球球从从高高处处下下落落到到竖竖直直放放置置的的轻轻弹弹簧簧上上，在弹簧压缩到最短的整个过程中，下列叙述中正确的是在弹簧压缩到最短的整个过程中，下列叙述中正确的是（ ）A.A.重力势能和动能之和保持不变重力势能和动能之和保持不变B.B.重力势能和弹性势能之和保持不变重力势能和弹性势能之和保持不变C.C.动能和弹性势能之和保持不变动能和弹性势能之和保持不变D.D.重力势能、弹性势能和动能之和保持不变重力势能、弹性势能和动能之和保持不变D D蹦床蹦床 2.2.如图所示，桌面高为如图所示，桌面高为h h，质量为，质量为m m的小球从离桌面高的小球从离桌
9、面高H H处自由落下，处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处重力势不计空气阻力，假设桌面处重力势能为零，则小球落地瞬间的机械能能为零，则小球落地瞬间的机械能为（为（ ）A. mgh B. mgH A. mgh B. mgH C. mg(H+h) D. mg(H-h)C. mg(H+h) D. mg(H-h)B B3.3.如图所示，在竖直平面内有一段四分之一圆弧轨道，半如图所示，在竖直平面内有一段四分之一圆弧轨道，半径径OAOA在水平方向，一个小球从顶端在水平方向，一个小球从顶端A A点由静止开始下滑，点由静止开始下滑，已知轨道半径已知轨道半径R R10cm10cm，不计摩擦，求小球刚离开轨道底，
10、不计摩擦，求小球刚离开轨道底端端B B点时的速度大小？点时的速度大小？解：解：以小球（含地球）为研究对象，小球在轨道上作变速以小球（含地球）为研究对象，小球在轨道上作变速圆周运动，受到重力和支持力作用，支持力是一个大小、圆周运动，受到重力和支持力作用，支持力是一个大小、方向均改变的力，但因其方向始终垂直于小球的运动方向，方向均改变的力，但因其方向始终垂直于小球的运动方向，所以对小球不做功（这是难点），全程只有重力作功，所所以对小球不做功（这是难点），全程只有重力作功，所以该题可用机械能守恒定律求解。以该题可用机械能守恒定律求解。选取选取B B点所在水平面为零势能面，以小球在点所在水平面为零势能
11、面，以小球在A A点时为初态，点时为初态，经过经过B B点时为末态，则依据机械能守恒定律可知：点时为末态，则依据机械能守恒定律可知：小球刚离开轨道底端小球刚离开轨道底端B B点时的速度大小为：点时的速度大小为：过山车过山车4.4.如图为翻滚过山车示意图，圆轨道的半径为如图为翻滚过山车示意图，圆轨道的半径为10m10m，为了，为了安全，则过山车由静止开始向下运动时离地至少多高？安全，则过山车由静止开始向下运动时离地至少多高？（不考虑空气阻力和摩擦阻力）（不考虑空气阻力和摩擦阻力） h hB BA A解：解：以地面为参考平面。以地面为参考平面。在最高点在最高点B B时时解解: :铁链下滑过程中只有
12、重力做功，铁链下滑过程中只有重力做功，机械能守恒机械能守恒. .选取桌面处为零势能选取桌面处为零势能面面, ,设铁链总质量为设铁链总质量为m,m,链条滑至刚链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为刚离开桌边时的速度大小为v,v,则则由机械能守恒定律由机械能守恒定律 E EK2K2+E+EP2P2=E=EK1K1+E+EP1 P1 得得初态：初态：末态：末态：5.5.长为长为L L的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其长的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其长度的度的1/41/4垂在桌边，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，垂在桌边，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度为多大
13、？则链条滑至刚刚离开桌边时的速度为多大？6.6.长长为为L L质质量量分分布布均均匀匀的的绳绳子子，对对称称地地悬悬挂挂在在轻轻小小的的定定滑滑轮轮上上，如如图图乙乙所所示示轻轻轻轻地地推推动动一一下下，让让绳绳子子滑滑下下，那那么么当绳子离开滑轮的瞬间，绳子的速度为多少？当绳子离开滑轮的瞬间，绳子的速度为多少？解：解：由机械能守恒定律，取小滑轮处由机械能守恒定律，取小滑轮处为零势能面为零势能面. .甲乙一、动能与势能的相互转化一、动能与势能的相互转化 重力做功：动能重力做功：动能 重力势能重力势能弹力做功：动能弹力做功：动能 弹性势能弹性势能二、机械能守恒定律二、机械能守恒定律 在只有重力和弹力做功的物体系统内，物体的动能在只有重力和弹力做功的物体系统内，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。三、应用机械能守恒定律的条件三、应用机械能守恒定律的条件 1.1.只受重力（弹力），不受其他力。如自由落体的只受重力（弹力），不受其他力。如自由落体的物体物体 2.2.除重力（弹力）以外还有其他力，但其他力都不除重力（弹力）以外还有其他力，但其他力都不做功。如做单摆运动的物体做功。如做单摆运动的物体同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
