高中物理必修2 第04節(jié) 機(jī)械能守恒定律 全市一等獎(jiǎng)

第04節(jié)機(jī)械能守恒定律重力勢(shì)能:彈性勢(shì)能:動(dòng)能：勢(shì)能Ep機(jī)械能E=EK+EP知識(shí)回顧與復(fù)習(xí)物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫做動(dòng)能

Ek=mv2/2Ep=mgh觀察與思考

如圖是迪斯尼樂(lè)園的過(guò)山車情景，請(qǐng)問(wèn)：“一輛滑車在下滑過(guò)程中，既然沒(méi)有什么動(dòng)力，為什么每次總能如此準(zhǔn)確的完成一連串有驚無(wú)險(xiǎn)的動(dòng)作呢？”

進(jìn)站前關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，機(jī)車憑慣性上坡，動(dòng)能變成勢(shì)能儲(chǔ)存起來(lái)，出站時(shí)下坡，勢(shì)能變成動(dòng)能，節(jié)省了能源。生活中的實(shí)例

車站

隨著人類能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量的利用率，是人類所面臨的一項(xiàng)重要任務(wù)，右圖是上?！懊髦榫€”某輕軌車站的設(shè)計(jì)方案，與站臺(tái)連接的軌道有一個(gè)小的坡度。

明珠號(hào)列車為什么在站臺(tái)上要設(shè)置一個(gè)小小的坡度？

動(dòng)能和重力勢(shì)能能夠相互轉(zhuǎn)化問(wèn)題：這個(gè)小實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？ABO探尋動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化規(guī)律1.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體自由下落，經(jīng)過(guò)高度為h1的A點(diǎn)時(shí)速度為v1，下落到高度h2為的B點(diǎn)時(shí)速度為v2，試寫(xiě)出物體重力所做的功，在A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能和在B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能，并找到這二個(gè)機(jī)械能之間的數(shù)量關(guān)系。ABh1h2v1v2分析：重力做功在數(shù)值上等于物體重力勢(shì)能的變化量。取地面為參考平面，有WG=mg(h1-h2)=mgh1-mgh2根據(jù)動(dòng)能定理，有由以上兩式可以得到

=

mgh1-mgh2A點(diǎn)的機(jī)械能：

E1

B點(diǎn)的機(jī)械能：

E2

=

動(dòng)能和重力勢(shì)能間的轉(zhuǎn)換變形即

E1＝E2

ABh1h2v1v2思考總結(jié)在只受重力和只有重力做功的情形機(jī)械能的總量保持不變h1h2如圖，質(zhì)量為m的物快從光滑斜面上滑下，物快的機(jī)械能守恒嗎？V1V2重力做功:WG=mgh1-mgh2動(dòng)能變化:△E=由動(dòng)能定理得:mgh1-mgh2=即

在只有重力、彈力做功的情況下，物體的動(dòng)能和勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。內(nèi)容EK2+EP2=EK1+EP1

即E2=E1mgh2+mv22/2=mgh1+mv12/2表達(dá)式說(shuō)明必須選擇參考面,一般選地面結(jié)論機(jī)械能守恒的條件:

②只有重力（或彈力）做功,（除重力(彈力)外物體還受其它力，但其它力不做功或所做的功代數(shù)和為零）。

①只受重力作用；平拋,斜拋豎直上拋豎直下拋

如:自由落體,拋體等如:光滑斜面,單擺等.

下列幾種情況中，機(jī)械能一定守恒的是：A.做勻速直線（F合=0）運(yùn)動(dòng)的物體B.水平拋出的物體（不計(jì)空氣阻力）C.固定光滑曲面上運(yùn)動(dòng)的物體，如圖所示D.物體以0.8g的加速度豎直向上做勻減速運(yùn)動(dòng)隨堂練習(xí)多項(xiàng)點(diǎn)評(píng)：機(jī)械能是否守恒與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)BC例1:一跳水運(yùn)動(dòng)員站在h=10m的高臺(tái)上做跳水表演,已知運(yùn)動(dòng)員跳離跳臺(tái)時(shí)的速度v0=5m/s,求運(yùn)動(dòng)員落至水面時(shí)速度v的大小.忽略運(yùn)動(dòng)員身高的影響和空氣阻力,重力加速度取g=10m/s2.解:以運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象,從跳離跳臺(tái)到落至水面,只有重力做功,機(jī)械能守恒,故有所以落至水面的速度v的大小為V=15m/s應(yīng)用機(jī)械能解題的一般步驟1、選取研究對(duì)象2、確定研究過(guò)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)式列式求解課堂練習(xí):一物體從光滑斜面頂端Ａ點(diǎn)由靜止開(kāi)始滑下，如圖所示，斜面高1m，長(zhǎng)2m。不計(jì)空氣阻力，物體滑到斜面底端Ｂ點(diǎn)的速度是多大？解:物體受力分析如右圖，在下滑的過(guò)程只有重力做功,機(jī)械能守恒選取地面為參考系,斜面高度h,B點(diǎn)速度VB

A點(diǎn)的機(jī)械能:EA=mghＢ點(diǎn)的機(jī)械能:

EB=FNFGＡＢ由機(jī)械能守恒得EA=EB則小結(jié)2、機(jī)械能守恒定律：1、機(jī)械能：E=EK+EP（1）內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。（2）表達(dá)式：EK2+EP2=EK1+EP1mgh2+mv