第七章機械能守恒定律

湖南省地質中學（高二物理）第七章機械能守恒定律授課老師：王真真名詞解釋機械能：動能與勢能的總和。相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢能（potentialenergy）。物體由于運動而具有的能量叫做動能（ineticenergy）。機械能守恒定律：2、表達式：EA=EB在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內，動能與重力勢能可以互相轉化，而總的機械能保持不變．理解：1、條件：只有重力或彈力做功判斷方法1、從做功角度來判斷只有系統(tǒng)內的重力或彈簧的彈力做功，其他力都不做功或做功代數(shù)和為零。2、從能量轉化角度來判斷只有系統(tǒng)內的動能和勢能的相互轉化，而無其他形式能量之間的轉化（如內能等）例12016年湖南省學業(yè)水平考試真題如圖，將物體從固定的光滑斜面上靜止釋放，物體沿斜面下滑的過程中，下列說法正確的是A．物體所受的合力為零B．斜面對物體的支持力對物體做正功C．物體的動能不變D．物體的機械能守恒【答案】D【解析】物體下滑過程中受重力和垂直斜面的支持力，兩力合力不為零。支持力與斜面垂直不做功，物體只有重力做功，機械能守恒，下滑過程速度增加，動能變大。小練習：關于對物體的機械能是否守恒的判斷，下列運動過程機械能守恒的是（）A一個做平拋運動的鐵球B被起重機拉著向上做勻速運動的貨物C沿粗糙的斜面向下做勻速運動的木塊D在空中向上做加速運動的氫氣球A應用機械能守恒定律解題的一般步驟1、選取研究對象（單個物體或系統(tǒng)）2、確定研究過程，分析各力做功及能量轉化情況，判斷機械能是否守恒3、確定研究對象在始末狀態(tài)的機械能（需確定參考平面）或機械能的變化情況4、選擇合適的表達式列式求解【例2】2019年湖南省學業(yè)水平考試真題把一個小球用細線懸掛起來，就成為一個擺，如圖所示，小球從A處由靜止釋放，恰好能擺到與A等高的以C處，B為小球運動最低的位置，取小球在B點重力勢能為0，已知小球質量m＝01g，B點到A、C連線的高度差h＝02m，重力加速度g＝10m/s2，不計空氣阻力，求：1小球在C處的機械能E；2小球在B處的速度v；3A到B的過程中小球重力做的功?！敬鸢浮?02J22m/s302J【解析】1由Egh可知，E＝01×10×02J＝02J。2小球從A到B，線的拉力與運動方向垂直不做功，只有重力做功，故機械能守恒，mgh＝1/2mv2，v＝＝m/s＝2m/s。3由W＝mgh可知，W＝01×10×02J＝02J。小練習：如圖所示，質量m＝70g的運動員以10m/s的速度，從高h＝10m的滑雪場A點沿斜坡自由滑下，一切阻力可忽略不計，以地面為零勢能面。求：1運動員在A點時的機械能；2運動員到達最低點B時的速度大??；3若運動員繼續(xù)沿斜坡向上運動，他能到達的最大高度。g＝10m/s2小練習：如圖所示，質量m=的皮球視為質點，從A點被拋出后沿曲線ABC運動，A、C在同一水平地面上，最高點B距地面的高度h=20m，皮球在B點時的速度v=30m/s，重力加速度g=10m/s2，取皮球在地面的重力勢能為0。不計空氣阻力，求：1皮球由B運動到C的過程中重力對皮球所做的功W；2皮球在B點的機械能E；3皮球在A點被踢出時速度V0的大小。實驗原理在自由落體運動中，若物體下落高度h時的速度為v,則hvmgh

=mv

212用打點計時器驗證機械能守恒定律實驗器材實驗器材：打點計時器、紙帶、復寫紙、重物、刻度尺、鐵架臺（帶鐵夾）、學生電源等。夾子打點計時器紙帶重物？鐵架臺4、選擇合適的紙帶，處理數(shù)據(jù)。3、更換紙帶，重復幾次。1、將打點計時器固定在鐵架臺上，把紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點計時器的限位孔。實驗步驟2、用手提著紙帶使重物?？吭诖螯c計時器附近。然后先接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落。3．數(shù)據(jù)處理如圖所示，測定第n點的瞬時速度的方法是：測出與n點相鄰的前、后兩段相等時間T內下落的距離sn和sn＋1，由公式或由算出，需要驗證mghn與1/2mvn2是否相等。4．實驗結論：由于有空氣阻力等的存在，重錘下落重力勢能的減少量mghn 動能的增加量1/2mvn2，。4.略大于在誤差范圍內，機械能是守恒的1實驗控制條件，即應滿足機械能守恒的條件，這就要求盡量減小各種阻力的影響，采取的措施有：①安裝打點計時器時，必須使兩個限位孔的中線嚴格豎直，以減小摩擦阻力。②應選用質量和密度較大的重物，增大重力可使阻力的影響相對減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減小。特別關注3一、題型導向【例】2019年湖南省學業(yè)水平考試真題某同學用如圖所示的裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗，下列做法正確的是A．應先釋放紙帶，再接通電源B．必須測量重物的質量C．電磁打點計時器使用的是直流電源D．實驗時，因為存在阻力，所以重物減少的重力能略大于動能增加量【答案】D【解析】由于重物下落的加速度大，應先釋放紙帶，再接通電源，可能紙帶落地，還沒有開始打點，或雖然打了部分點，初速度不為零，造成誤差較大，A錯誤；由mgh＝1/2mv2，故只需驗證gh＝1/2v2，故與質量無關，B錯誤；打點計時器應該使用低壓交流電源，C錯誤；由于存在阻力，重物減少的重力勢能轉化為重物的動能和內能，D正確。某同學用如圖所示的裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗，下列說法正確的是A．必須用秒表測量重物下落的時間B．可以不測量重物的質量C．電火花計時器使用的是直流電源D．應先釋放紙帶，再接通電源[答案]B[解析]電火花計時器是一種計時儀器，使用的是22