高一物理必修二§7-8機(jī)械能守恒定律LI.ppt

7-8 機(jī)械能守恒定律,2、動(dòng)能定理的內(nèi)容是什么？,3、重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系是什么？,1、本章學(xué)了哪幾種能，如何定義，大小如 何計(jì)算？,知識(shí)回顧,重力勢(shì)能,彈性勢(shì)能,機(jī)械能,動(dòng)能,物體的動(dòng)能和勢(shì)能（含彈性勢(shì)能）之和稱為物體的機(jī)械能,重力勢(shì)能,動(dòng)能,動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化（一）,彈性勢(shì)能,動(dòng)能和重力勢(shì)能,動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化（二）,質(zhì)量為m的物體自由下落過程中，經(jīng)過高度h1的A點(diǎn)時(shí)速度為v1，下落至高度h2的B點(diǎn)處速度為v2，不計(jì)空氣阻力，取地面為參考平面，試寫出物體在A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能和B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能，并找到這兩個(gè)機(jī)械能之間的數(shù)量關(guān)系。,根據(jù)動(dòng)能定理，有,重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系可知：,由以上兩式相等并移項(xiàng)可以得到：,A點(diǎn),B點(diǎn),即,機(jī)械能守恒定律,內(nèi)容:,1、機(jī)械能守恒的條件是什么？,討論,只有重力做功和系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力做功。,系統(tǒng)內(nèi)只發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化， 無(wú)其它形式能量之間的相互轉(zhuǎn)化。,2、機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式,討 論,（需要確定參考平面）,（對(duì)系統(tǒng)而言）,2、判 斷 方 法,1、對(duì)單一物體： 只有重力做功 有其余力做功，但其余力做功的代數(shù)和為零,2、對(duì)某一系統(tǒng)： 只有動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)跟外界沒有機(jī)械能的傳遞，也沒有轉(zhuǎn)化成其它形式的能,小 結(jié),1、機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容,2、表達(dá)式,3、定律的成立條件和判斷方法,下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的敘述正確的是 A、做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能一定守恒。 B、做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能可能守 恒。 C、合外力對(duì)物體做功為零時(shí)機(jī)機(jī)械能守恒。 D、只有重力對(duì)物體做功，物體的機(jī)械能一定 守恒。,課堂練習(xí),BD,物體的機(jī)械能是否守恒與物體的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān),【例】,把一個(gè)小球用細(xì)繩懸掛起來，就成為一個(gè)擺（如圖）， 擺長(zhǎng)為l ,最大偏角為 .小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)的速度 是多大？,解,選擇小球在最低位置時(shí)所在的水平面為參考平面。,小球在最低點(diǎn)O時(shí)為末狀態(tài)： 末狀態(tài)的動(dòng)能： Ek2=1/2mv2 重力勢(shì)能： Ep2=0 末狀態(tài)的機(jī)械能為： Ek2+Ep2=1/2mv2,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有 ： Ek2+Ep2=Ek1+Ep1,即 1/2mv2= mgl ( 1- cos),所以 v =,小球在最高點(diǎn)A時(shí)為初狀態(tài)： 初狀態(tài)的動(dòng)能： Ek1=0 初狀態(tài)的重力勢(shì)能： Ep1=mg(l-lcos） 初狀態(tài)的機(jī)械能： Ek1+Ep1=mg(l-lcos),一個(gè)人把重物加速上舉到某一高度，下列說法正確的是 A、物體所受的合外力對(duì)它做的功等于物體機(jī)械能的增量。 B、物體所受合外力做的功等于它動(dòng)能的增量。 C、人對(duì)物體做的功和重力對(duì)物體做的功的代數(shù)合等于物體機(jī)械能的增量。 D、克服重力做的功等于物體重力勢(shì)能的增量。,BD,課堂練習(xí),如圖，一子彈以水平速度射入木塊并留在其中，再與木塊一起共同擺到最大高度的過程中，下列說法正確的是 A、子彈的機(jī)械能守恒。 B、木塊的機(jī)械能守恒。 C、子彈和木塊的總機(jī)械能守恒。 D、以上說法都不對(duì),D,課堂練習(xí),1、子彈射中木塊的過程機(jī)械能不守恒 2、整體從最低位置擺到最高位置的過程 機(jī)械能守恒,一個(gè)小滑塊從半圓形軌道上端由靜止開始下滑，當(dāng)滑到軌道最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)于滑塊動(dòng)能的大小和對(duì)軌道的壓力，下列說法正確的是 A、軌道半徑越大，滑塊動(dòng)能越大，對(duì)軌道壓力越大。 B、軌道半徑越大，滑塊動(dòng)能越大，對(duì)軌道壓力越小。 C、軌道半徑越大，滑塊動(dòng)能越大，對(duì)軌道壓力與半徑無(wú) 關(guān)。 D、軌道半徑變化時(shí)，滑塊的動(dòng)能與對(duì)軌道的壓力都不 變。,課堂練習(xí),AB，機(jī)械能守恒,在B點(diǎn)：,C,課堂練習(xí),一個(gè)輕彈簧固定于O點(diǎn)，另一端系一重物，將重物從與懸點(diǎn)O在同一水平面肯彈簧保持原長(zhǎng)的A點(diǎn)無(wú)初速度釋放，讓它自由下擺，不計(jì)空氣阻力，在重物由A擺到最低點(diǎn)的過程中， A、重物的重力勢(shì)能減少。 B、重物的重力勢(shì)能增加。 C、重物的機(jī)械能不變。 D、重物的機(jī)械能減少。,AD,球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,課堂練習(xí),如圖所示，斜面置于光滑的水平面上，其光滑斜面上有一物體由靜止沿斜面下滑，在物體下滑的過程中，下列說法正確的是,A、物體的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加。 B、斜面的機(jī)械能不變。 C、斜面對(duì)物體的作用力垂直于接觸面，不對(duì)物體做功。 D、物體和斜面組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。,AD,質(zhì)量為m的物體，從靜止開始以2g的加速度豎直向下加速運(yùn)動(dòng)距離h，則（ ） A、物體的重力勢(shì)能減少mgh B、物體的動(dòng)能增加2mgh C、物體的機(jī)械增加mgh D、物體的機(jī)械能保持不變,課堂練習(xí),ABC,應(yīng)用機(jī)械能解題的一般步驟,1、選取研究對(duì)象（單個(gè)物體或系統(tǒng)） 2、確定研究過程，分析各力做功及能量轉(zhuǎn)化情況，判斷機(jī)械能是否守恒 3、確定研究對(duì)象在始末狀態(tài)的機(jī)械能（需確定參考平面）或機(jī)械能的變化情況 4、選擇合適的表達(dá)式列式求解,知識(shí)回顧,1、動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能。 2、重力勢(shì)能：地球上的物體具有的跟它的高度有關(guān)的能。 3、彈性勢(shì)能：發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間， 由于有彈力的相互作用而具有的勢(shì)能。 4、動(dòng)能定理：合力所做的總功等于物體動(dòng)能的變化。 5、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系：重力做的功等于物體重力勢(shì)能的減少量。,3、以10m/s的速度將質(zhì)量為m的物體豎直上拋出，若空氣阻力忽略，g10m/s2則：物體上升的最大高度是多少？上升過程在何處重力勢(shì)能和動(dòng)能相等？,v0,h,【解析】物體在空氣中只有重力做功，故機(jī)械能守恒,初狀態(tài)設(shè)在地面，則：,終態(tài)設(shè)在h1高處，故：,因機(jī)械能守恒：E1=E2,最高點(diǎn),如圖所示，以速度v012m/s沿光滑地面滑行的光滑小球，上升到頂部水平的跳板上后由跳板飛出，當(dāng)跳板高度h多大時(shí)，小球飛行的水平距離最大?這個(gè)距離是多少? (g=10m/s2),課堂練習(xí),h=3.6m S=7.2m,判斷機(jī)械能是否守恒,一切拋體機(jī)械能守恒,(4)勻速直線,(6),a.加速下降,b.以a5m/s2下降,以a5m/s2減速上升,不一定,E機(jī),E機(jī),c.合力為零，E機(jī)守恒否？,不一定,設(shè)重力做功為WG，由動(dòng)能定理可得,由重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系得，,由以上兩式得,移項(xiàng)得,或者,定律推導(dǎo),如圖兩物體質(zhì)量分別為m和2m，滑輪的質(zhì)量和摩擦都不計(jì)，開始時(shí)用手托住2m的物體，釋放后，當(dāng)2m的物體從靜止開始下降h后的速度是多少?,課堂練習(xí),