高一物理第七章第八節(jié)-機(jī)械能定恒定律

§機(jī)械能守恒定律機(jī)械能的定義：E=Ek+Ep動(dòng)能Ek=mv2/2機(jī)械能E勢(shì)能Ep重力勢(shì)能Ep=mgh彈性勢(shì)能Ep=kx2/2清江中學(xué)動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化下坡：重力做正功，重力勢(shì)能減少重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能上坡：重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能清江中學(xué)清江中學(xué)動(dòng)能和彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化彈力對(duì)模型飛機(jī)做正功彈性勢(shì)能減少?gòu)椥詣?shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能清江中學(xué)動(dòng)能和彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化清江中學(xué)上述幾個(gè)例子中，系統(tǒng)的機(jī)械能的變化情況是怎樣的?通過(guò)重力或彈力做功，機(jī)械能可以從一種形式的能轉(zhuǎn)化為另一種形式我們已經(jīng)知道動(dòng)能和勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化，那么在動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，動(dòng)能和勢(shì)能的和是否真的保持不變？下面我們就來(lái)定量討論這個(gè)問(wèn)題。

清江中學(xué)重力做功與重力勢(shì)能的變化關(guān)系？動(dòng)能定理的表達(dá)式和意義？——合外力對(duì)物體做了多少功，物體的動(dòng)能就變化多少?！亓?duì)物體做了多少功，物體的重力勢(shì)能就變化多少。清江中學(xué)如下圖中，質(zhì)量為m的物體均從高為h1的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到高為h2的B點(diǎn)，求這四個(gè)過(guò)程中重力對(duì)物體做的功？若物體在A點(diǎn)的速度為v1，所有阻力均不計(jì)，求物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能Ek2由動(dòng)能定理知：清江中學(xué)上述四例中有何共性？即：上式表示：動(dòng)能和重力勢(shì)能之和即總的機(jī)械能保持不變。1.只有重力做功；2.動(dòng)能與勢(shì)能在相互轉(zhuǎn)化。清江中學(xué)可見，在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。如圖滑雪者沿斜面下滑時(shí)，忽略阻力，阻力不做功；雪面的支持力與運(yùn)動(dòng)方向垂直，也不做功；只有重力做功。同樣可以證明，在只有彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和彈性勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。清江中學(xué)

在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和彈性勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能也保持不變，這就是機(jī)械能守恒定律．

1、內(nèi)容2、表達(dá)式EK2+EP2=EK1

+EP1即E2=E1清江中學(xué)判斷下列各題中物體的機(jī)械能是否守恒？清江中學(xué)如圖所示，下列四個(gè)選項(xiàng)的圖中，木塊均在固定的斜面上運(yùn)動(dòng)，其中圖A、B、C中的斜面是光滑的，圖D中的斜面是粗糙的，圖A、B中的F為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所示，圖A、B、D中的木塊向下運(yùn)動(dòng)，圖C中的木塊向上運(yùn)動(dòng)。在這四個(gè)圖所示的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒的是清江中學(xué)把質(zhì)量為0.5kg的石塊從10m高處以30度角斜向上拋出（如圖所示），初速度Vo＝5m/s，求:石塊落地時(shí)的速度是多大？清江中學(xué)把一個(gè)小球用細(xì)繩懸掛起來(lái)，就成為一個(gè)擺，擺長(zhǎng)為l，最大偏角為θ。小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)的速度是多大？OBAθlGFT清江中學(xué)用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題的一般步驟

1．選取研究對(duì)象——系統(tǒng)或物體．2．根據(jù)研究對(duì)象所經(jīng)歷的物理過(guò)程．進(jìn)行受力、做功分析，判斷機(jī)械能是否守恒．3．恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研究對(duì)象在過(guò)程的初末狀態(tài)時(shí)的機(jī)械能．4．根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程，進(jìn)行求解．

清江中學(xué)用機(jī)械能守恒定律解題得到什么啟發(fā)1、機(jī)械能守恒定律不涉及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度和時(shí)間，用它來(lái)處理問(wèn)題要比牛頓定律方便．2、用機(jī)械能守恒定律解題，必須明確初末狀態(tài)機(jī)械能，要分析機(jī)械能守恒的條件．清江中學(xué)1、質(zhì)量m=5kg的鉛球，從距地面高h(yuǎn)=1m的位置從靜止下落，若忽略空氣阻力?；卮鹣铝袉?wèn)題：（g=10m/s2）a、運(yùn)用動(dòng)能定理計(jì)算鉛球接觸地面前瞬間的瞬時(shí)速度大小。b、計(jì)算整個(gè)過(guò)程中鉛球重力勢(shì)能的變化量。c、從能量轉(zhuǎn)化的角度分析整個(gè)下落過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況。d、鉛球在整個(gè)下落過(guò)程中，動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量之間存在什么樣的定量關(guān)系？e、鉛球在下落過(guò)程中機(jī)械能是否守恒？試從能量轉(zhuǎn)化的角度分析。清江中學(xué)2、質(zhì)量m=5kg的鉛球，從距地面高h(yuǎn)=1m的位置從靜止下落，但考慮空氣阻力，設(shè)鉛球下落過(guò)程中所受空氣阻力為重力的0.01倍

?；卮鹣铝袉?wèn)題：（g=10m/s2）a、運(yùn)用動(dòng)能定理計(jì)算鉛球接觸地面前瞬間的瞬時(shí)速度大小。b、計(jì)算整個(gè)過(guò)程中鉛球重力勢(shì)能的變化量。c、從能量轉(zhuǎn)化的角度分析整個(gè)下落過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況。d、鉛球在下落過(guò)程中機(jī)械能是否守恒？試從能量轉(zhuǎn)化的角度分析。清江中學(xué)物體在地面附近以2m/s2的加速度勻減速豎直上升,則在上升過(guò)程中,物體的機(jī)械能的變化是:

A、不變C、增大

D、無(wú)法確定B、減小清江中學(xué)

下列說(shuō)法正確的是：

A.作勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能一定守恒；

B.做變速運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能可能守恒；

C.若重力不做功，則機(jī)械能一定不守恒；

D.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能一定守恒。【答案】B清江中學(xué)如圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，在彈簧壓縮到最短的整個(gè)過(guò)程中，下列敘述中正確的是：

A.重力勢(shì)能和動(dòng)能之和保持不變；

B.重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之和保持不變；

C.動(dòng)能和彈性勢(shì)能之和保持不變；

D.重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能和動(dòng)能之和保持不變。

【答案】D清江中學(xué)在離地高為H=5m的位置，以速度v0=10m/s豎直向下拋出一小球，球與地面碰后又