第三節(jié)+機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用（教學(xué)課件）-【中職專用】高中物理同步課堂（高教版）

物理第三節(jié)

機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用主題二

功和能通用類三峽大壩為什么會(huì)有如此巨大的發(fā)電量呢？第三節(jié)機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用勢(shì)能機(jī)械能守恒定律1201PART01勢(shì)能

如右圖所示，建筑工地上，可以看見打夯機(jī)將重錘高高吊起，然后釋放，下落的重錘將地基夯結(jié)實(shí)。一、勢(shì)能

被舉高的重錘具有對(duì)地面做功的本領(lǐng)，因此說它具有某種能量。在物理學(xué)中，把地球表面附近的物體由于被舉高而具有的能量，稱為重力勢(shì)能。

本實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)方法是

法，每一步驟都采用了

法?！舅季S與方法】一、勢(shì)能【實(shí)例分析】

落到沙坑中的鐵球，高度不同，鐵球質(zhì)量不同，鐵球的落地情況的影響。

一）重力勢(shì)能1.定義物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢(shì)能。2.大小hFvG.

如圖所示，把一質(zhì)量為m的物體從地面勻速舉高到高度h處，外力F做的功為W=mgh。以地面處為零勢(shì)能面，以Ep

表示物體在高度h處的重力勢(shì)能，根據(jù)功能關(guān)系有

則物體在高度h處的重力勢(shì)能為3.重力勢(shì)能具有相對(duì)性

因?yàn)楦叨仁且粋€(gè)相對(duì)量，所以重力勢(shì)能也是一個(gè)相對(duì)量，因此，重力勢(shì)能具有相對(duì)性。要確定物體在某位置處的重力勢(shì)能，必須選定一個(gè)零勢(shì)能面。4.重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系h2h1G

當(dāng)物體由高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí)，重力做正功，重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功。

當(dāng)物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí)，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，增加的重力勢(shì)能等于物體克服重力所做的功。

解：物體由

A→B→D，重力做的功為

物體由

A→C→D，重力做的功為

【例1】如圖所示，質(zhì)量為m的物體沿ABD、ACD、AD

三條不同的路徑，從高度為h1

的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到高度為h2的D點(diǎn)，求重力做的功各是多少？ADGh1h2CBh

物體由

A→D，重力做的功為

對(duì)一定質(zhì)量的物體來說，物體沿任何路徑運(yùn)動(dòng)，重力對(duì)物體所做的功都只跟起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而與物體運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)。5.重力做功特點(diǎn)

由于物體發(fā)生彈性形變而具有的能叫做彈性勢(shì)能。

二）、彈性勢(shì)能

被拉伸或壓縮的彈簧、拉彎了的弓、擊球的網(wǎng)球拍、撐竿跳運(yùn)動(dòng)員手中彎曲的跳竿等等，在它們恢復(fù)原狀的時(shí)候都能對(duì)外界做功，因此，都具有彈性勢(shì)能。

三）、勢(shì)能

當(dāng)物體間以引力、斥力或彈力等相互作用時(shí)，由物體間相對(duì)位置決定的能量，都叫做勢(shì)能。

重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能都是勢(shì)能。我們還將在熱學(xué)中學(xué)習(xí)分子勢(shì)能，在電學(xué)中學(xué)習(xí)電勢(shì)能等。瀑布也具有重力勢(shì)能02PART01機(jī)械能守恒定律

【觀察與體驗(yàn)】

觀察動(dòng)能與重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化用細(xì)線將小球懸掛起來，把小球拉到一定高度的初始點(diǎn)A，然后由靜止開始釋放，小球就會(huì)經(jīng)過最低點(diǎn)O，擺到另一端的最高點(diǎn)B，如右圖所示。二、機(jī)械能守恒定律如果在小球擺到最低點(diǎn)O時(shí)，將細(xì)線在中間的某一點(diǎn)擋住，小球則會(huì)以該點(diǎn)為圓心，擺到一個(gè)新的最高點(diǎn)C，如右圖所示。1.機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化2.機(jī)械能守恒定律

與物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)有關(guān)的能稱之為機(jī)械能。動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。

如圖所示，小球在運(yùn)動(dòng)過程中，重力勢(shì)能和動(dòng)能不斷轉(zhuǎn)化。

如圖所示，質(zhì)量為m的物體，從高處自由下落，當(dāng)它位于A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能為Ghv11A*

如果Flash動(dòng)畫無法正常顯示，請(qǐng)點(diǎn)擊這里二、機(jī)械能守恒定律

當(dāng)物體下落到B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能為Ghv11A

hv22B

從A到B，重力做的功為所以

在只有重力做功的條件下，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。這個(gè)結(jié)論叫做機(jī)械能守恒定律。

機(jī)械能守恒定律是力學(xué)中的一個(gè)重要規(guī)律，也是能量守恒定律的一種形式。3、機(jī)械能守恒定律的條件

（1）在只受重力做功的條件下，物體的機(jī)械能守恒。

（2）物體在只有彈力做功的情況下，只發(fā)生動(dòng)能和彈性勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化，物體的機(jī)械能也守恒。*

如果Flash動(dòng)畫無法正常顯示，請(qǐng)點(diǎn)擊這里

光滑水平面上，一個(gè)小球撞向一個(gè)一端固定的彈簧，彈簧被壓縮后，又把小球彈開，如右圖所示。在此過程中，若只有彈簧的彈力做功，則小球的動(dòng)能與彈簧的彈性勢(shì)能發(fā)生了相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能與彈性勢(shì)能之和保持不變。二、機(jī)械能守恒定律

【例1】以9.8m/s的初速度豎直上拋質(zhì)量為200g的小球，不計(jì)空氣阻力，求:（1）此球所能達(dá)到最大高度

;（2）當(dāng)它達(dá)到最大高度一半時(shí)，它的動(dòng)能和重力勢(shì)能各是多少？

分析：小球在豎直上升過程中，不計(jì)空氣阻力，小球只受重力作用，所以機(jī)械能守恒。Ghv=0

hv11

小球在豎直上升過程中，其動(dòng)能減少，重力勢(shì)能增加，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。當(dāng)小球的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能時(shí),小球不能再升高了，這時(shí)小球所在的高度h，就是它所能達(dá)到的最大高度。

到達(dá)最大高度時(shí)的機(jī)械能為

（2）當(dāng)小球達(dá)到最大高度一半時(shí)，它的重力勢(shì)能是

此時(shí)小球的動(dòng)能為

根據(jù)機(jī)械能守恒定律有

解:（1）取拋出點(diǎn)為零勢(shì)能面。

拋出點(diǎn)的機(jī)械能為1.根據(jù)題意，選取研究對(duì)象。2.分析研究對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過程中所受各個(gè)力的做功情況，判斷是否符合機(jī)械能守恒定律的條件。3.若符合定律成立的條件，先要選取合適的零勢(shì)能面，確定研究對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過程中的初、末狀態(tài)的機(jī)械能值。4.根據(jù)機(jī)械能守恒定律列出方程，并代入數(shù)值求解。

4、解題要點(diǎn)

運(yùn)用守恒原理是物理學(xué)研究中一種重要的科學(xué)方法，在判斷出物體在某運(yùn)動(dòng)或變化過程中某一物理量守恒以后，可以只關(guān)注物體在該過程的始、末狀態(tài)，從而使問題的研究過程大為簡化。【思維與方法】

守恒原理

物理學(xué)中，除了機(jī)械能守恒，還有能量守恒、動(dòng)量守恒、動(dòng)能守恒、質(zhì)量守恒、電荷量守恒等規(guī)律。二、機(jī)械能守恒定律