機械能守恒定

機械能守恒定第1頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第2頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月*

理解動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化**掌握機械能守恒的內(nèi)容及適用條件**會用機械能守恒定律解決力學問題*培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的思想第4頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月你體驗過公園里的翻滾過山車嗎？過山車，呼嘯著、奔馳著，緊張、驚險、刺激．如下圖所示是上海共青森林公園旅游過山車，同學們可以開動腦筋，過山車是靠什么做一圓圈的轉(zhuǎn)動，而不需要動力？第6頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第7頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月1．物體自由下落或沿光滑斜面下落時，重力對物體做________，物體的________減少，________增加．將物體以一定的初速度上拋或沿光滑斜面上升時，重力做________，物體的________增加，________減少．第8頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月2．動能和彈性勢能之間也可以相互轉(zhuǎn)化．例如，像圖甲那樣，以一定速度運動的小球能使彈簧壓縮，這時小球________做功，使動能轉(zhuǎn)化成彈簧的________；小球靜止以后，被壓縮的彈簧又能將小球彈回(如圖乙所示)，這時彈力對小球________，又使彈簧的________轉(zhuǎn)化成小球的________．第9頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月3．一個物體如果只在________和________作用下，發(fā)生________和________的相互轉(zhuǎn)化時，機械能的總量________，這就是______________．答案：1.正功重力勢能動能負功重力勢能動能2．克服彈力彈性勢能做功彈性勢能動能3．重力(彈簧)彈力動能勢能保持不變機械能守恒定律第10頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月機械能是指系統(tǒng)內(nèi)所有物體的動能和勢能(重力勢能，彈簧所具有的彈性勢能)的總和．(1)機械能是一個狀態(tài)量，機械運動的物體在某一位置時，具有確定的速度，也就有確定的動能和勢能，即具有確定的機械能．(2)機械能是一個相對量，其大小與參考系、零勢能面有關(guān)．(3)機械能是標量，是系統(tǒng)所具有的．第12頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖，質(zhì)量為m的蘋果，從離地面H高的樹上由靜止開始落下，樹下有一深度為h的坑．若以地面為零勢能參考平面，則當蘋果落到坑底時的機械能為(

)A．－mgh

B．mgHC．mg(H＋h) D．mg(H－h(huán))答案：B第13頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)內(nèi)容：在只有重力或(彈簧)彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變．這叫做機械能守恒定律．(2)機械能守恒定律的表達形式：①初、末狀態(tài)的機械能相等，即：EK1＋EP1＝Ek2＋EP2②重力勢能的增加(減少)量等于動能的減少(增加)量，即：ΔEP增＝ΔEk減．第14頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)定律適用條件：只有重力做功或系統(tǒng)內(nèi)(彈簧)彈力做功.第15頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)對單個物體而言：其機械能是否守恒一般通過做功來判定．分析除重力，彈簧彈力外，有無其他力做功，若無其他力做功，則其機械能守恒．若有其他力做功，且不為零，則其機械能必不守恒．(2)對幾個物體組成的系統(tǒng)而言：其機械能是否守恒一般通過能量轉(zhuǎn)化來判定．分析除重力勢能，彈性勢能和動能外，有無其他形式的能參與轉(zhuǎn)化．若無其他形式的能參與轉(zhuǎn)化，則系統(tǒng)機械能守恒；若有其他形式的能參與轉(zhuǎn)化，則系統(tǒng)機械能必不守恒．第16頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月(江蘇無錫一中08～09學年高一下學期期中)如圖所示，一小孩從公園中粗糙的滑梯上加速滑下，對于其機械能變化情況，下列說法中正確的是(

)第17頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月A．重力勢能減小，動能不變，機械能減小B．重力勢能減小，動能增加，機械能減小C．重力勢能減小，動能增加，機械能增加D．重力勢能減小，動能增加，機械能不變答案：B第18頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)應用步驟①選取研究對象(物體或系統(tǒng))．②明確研究對象的運動過程，分析研究對象在過程中的受力情況，弄清各力做功情況，判斷機械能是否守恒．③選取恰當?shù)膮⒖计矫?，確定研究對象在初末狀態(tài)的機械能．第19頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月④選取恰當?shù)谋磉_式列方程求解．常見的表達式有以下幾種：a．Ek1＋EP1＝Ek2＋EP1，即初狀態(tài)的動能與勢能之和等于末狀態(tài)的動能和勢能之和．b．ΔEk＝－ΔEP或ΔEP＝－ΔEk，即動能(或勢能)的增加量等于勢能(或動能)的減少量．c．ΔEA＝－ΔEB，即系統(tǒng)內(nèi)A物體機械能的增加量等于B物體機械能的減少量．第20頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)機械能守恒定律和動能定理的比較

兩大規(guī)律比較內(nèi)容機械能守恒定律動能定理應用范圍只有重力和彈力做功時無條件限制物理意義其他力(重力、彈力以外)所做的功是機械能變化的量度合外力對物體做的功是動能變化的量度關(guān)注角度守恒的條件和始末狀態(tài)機械能的形式及大小動能的變化及改變動能的方式(合外力做功情況)說明等號右邊表示動能增量時，左邊表示勢能的減少量，“mgh”表示重力勢能(或重力勢能的變化)等號左邊是合外力的功，右邊是動能的增量，“mgh”表示重力的功第21頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月特別提醒：(1)除重力外還有其他力做功且做功不為零時，其他力做功數(shù)值等于機械能的變化量．(2)由于應用動能定理不需要滿足什么條件，所以涉及到功能關(guān)系問題時還是優(yōu)先考慮動能定理．第22頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第23頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月通過下列三個問題，探究機械能守恒要滿足的條件．(1)瀑布是水流從高處落下形成的美麗自然景觀．水流在下落過程中的能量如何轉(zhuǎn)化？如果不計一切阻力，水流在下落過程中的機械能守恒嗎？(2)流星從高空向地球墜落的過程中，在進入大氣層之前，可以看作只受地球的引力作用，那么，流星在進入大氣層之前的機械能守恒嗎？第24頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)射箭的時候，運動員先把弓弦拉滿，儲存彈性勢能，然后放手，釋放彈性勢能，你分析一下，運動員松手后，箭和弓弦組成的系統(tǒng)中，能量如何轉(zhuǎn)化？總的機械能是否守恒？第25頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：機械能是由物體的機械運動狀態(tài)決定的能量．動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機械能．當能量只在這三種形式的能量之間轉(zhuǎn)化時，物體所具有的總能量保持不變，也就是機械能守恒．機械能守恒的條件是：系統(tǒng)內(nèi)只有重力(或彈簧中彈力)對物體做功，系統(tǒng)外外力做的功為零．系統(tǒng)外外力做功為零應理解為不受外力，或外力做的功為零．在(1)中，水流在高處具有的重力勢能完全轉(zhuǎn)化為動能，總的機械能守恒；在(2)中，流星在進入大氣層之前沒有空氣阻力作用，可以看成只受重力作用，流星和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒；在(3)中，弓弦儲存的彈性勢能完全轉(zhuǎn)化為箭的動能，弓弦和箭組成的系統(tǒng)機械能守恒．第26頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月點評：要正確理解機械能守恒的含義，掌握機械能守恒的條件．第27頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月下列幾種情況，系統(tǒng)的機械能守恒的是(

)A．一顆彈丸在光滑的碗內(nèi)做復雜的曲線運動[圖(a)]B．運動員在蹦床上越跳越高[圖(b)]C．圖(c)中小車上放一木塊，小車的左側(cè)有彈簧與墻壁相連，小車在左右振動時，木塊相對于小車無滑動(車輪與地面摩擦不計)D．圖(c)中如果小車振動時，木塊相對小車有滑動第28頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月答案：AC解析：A選項彈丸只受重力與支持力，支持力不做功，只有重力做功，所以機械能守恒．B選項中運動員做功，其機械能越來越大，C選項中只有彈力做功，機械能守恒．D選項中有滑動摩擦力做功，所以機械能不守恒.第29頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月某同學身高1.8m，在運動會上他參加跳高比賽，起跳后身體橫著越過了1.8m高度的橫桿(如圖所示)，據(jù)此可估算出他起跳時豎直向上的速度大約為(g取10m/s2)(

)A．2m/s

B．4m/s

C．6m/s

D．8m/s第30頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第31頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月答案：B點評：此題是1999年上海高考題，此題最容易出現(xiàn)的錯誤是漏掉人的身高，認為人的重心從地面升高而錯選C.第32頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖所示，輕彈簧k一端與墻相連，質(zhì)量為4kg的木塊沿光滑的水平面以5m/s的速度運動并壓縮彈簧k，求彈簧在被壓縮過程中的最大彈性勢能及木塊速度減為3m/s時的彈性勢能．第33頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月答案：EPm＝50J

EP1＝32J解析：木塊壓縮彈簧的過程及彈簧把木塊彈開的過程中，通過彈簧彈力做功使木塊的動能和彈簧的彈性勢能相互轉(zhuǎn)化，由于不存在其他力做功，故木塊和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒．當木塊速度減為零時，彈簧壓縮量最大，彈性勢能最大，設(shè)彈簧的最大彈性勢能為EPm，則第34頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第35頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月(2010·山東省實驗中學模擬)如圖所示，水平傳送帶AB的右端與豎直面內(nèi)的用光滑鋼管彎成的“9”形固定軌道相接，鋼管內(nèi)徑很?。畟魉蛶У倪\行速度為v0＝6m/s，將質(zhì)量m＝1.0kg的可看作質(zhì)點的滑塊無初速地放到傳送帶A端，已知傳送帶高度為h＝0.4m，長度為L＝12.0m，“9”字全高H＝0.8m，“9”字上半部分圓弧半徑為R＝0.2m，滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.3，重力加速度g＝10m/s2，試求：第36頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)滑塊從傳送帶A端運動到B端所需要的時間．(2)滑塊滑到軌道最高點C時對軌道作用力的大小和方向．(3)滑塊從D點拋出后的水平射程．第37頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第38頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第39頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月即軌道對滑塊的彈力方向豎直向下，由牛頓第三定律得，滑塊對軌道的壓力大小為FN′＝FN＝90N，方向豎直向上．第40頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月答案：(1)3s

(2)90N方向豎直向上(3)2.1m第41頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖所示，讓擺球從圖中A位置由靜止開始下擺，正好到最低點B位置時線被拉斷，設(shè)擺線長L＝1.6m，懸點與地面的豎直高度為6.6m，不計空氣阻力，求擺球著地時速度的大?。鸢福?0.8m/s第42頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第43頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第44頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第45頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第46頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第47頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第48頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第49頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第50