高中物理必修2 第04節(jié) 機械能守恒定律 全市一等獎

第04節(jié)機械能守恒定律重力勢能:彈性勢能:動能：勢能Ep機械能E=EK+EP知識回顧與復(fù)習(xí)物體由于運動而具有的能叫做動能

Ek=mv2/2Ep=mgh觀察與思考

如圖是迪斯尼樂園的過山車情景，請問：“一輛滑車在下滑過程中，既然沒有什么動力，為什么每次總能如此準(zhǔn)確的完成一連串有驚無險的動作呢？”

進(jìn)站前關(guān)閉發(fā)動機，機車憑慣性上坡，動能變成勢能儲存起來，出站時下坡，勢能變成動能，節(jié)省了能源。生活中的實例

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重要任務(wù)，右圖是上?！懊髦榫€”某輕軌車站的設(shè)計方案，與站臺連接的軌道有一個小的坡度。

明珠號列車為什么在站臺上要設(shè)置一個小小的坡度？

動能和重力勢能能夠相互轉(zhuǎn)化問題：這個小實驗說明了什么？ABO探尋動能與勢能轉(zhuǎn)化規(guī)律1.如圖所示，一個質(zhì)量為m的物體自由下落，經(jīng)過高度為h1的A點時速度為v1，下落到高度h2為的B點時速度為v2，試寫出物體重力所做的功，在A點時的機械能和在B點時的機械能，并找到這二個機械能之間的數(shù)量關(guān)系。ABh1h2v1v2分析：重力做功在數(shù)值上等于物體重力勢能的變化量。取地面為參考平面，有WG=mg(h1-h2)=mgh1-mgh2根據(jù)動能定理，有由以上兩式可以得到

=

mgh1-mgh2A點的機械能：

E1

B點的機械能：

E2

=

動能和重力勢能間的轉(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，物快的機械能守恒嗎？V1V2重力做功:WG=mgh1-mgh2動能變化:△E=由動能定理得:mgh1-mgh2=即

在只有重力、彈力做功的情況下，物體的動能和勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機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)式說明必須選擇參考面,一般選地面結(jié)論機械能守恒的條件:

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，機械能一定守恒的是：A.做勻速直線（F合=0）運動的物體B.水平拋出的物體（不計空氣阻力）C.固定光滑曲面上運動的物體，如圖所示D.物體以0.8g的加速度豎直向上做勻減速運動隨堂練習(xí)多項點評：機械能是否守恒與物體的運動狀態(tài)無關(guān)BC例1:一跳水運動員站在h=10m的高臺上做跳水表演,已知運動員跳離跳臺時的速度v0=5m/s,求運動員落至水面時速度v的大小.忽略運動員身高的影響和空氣阻力,重力加速度取g=10m/s2.解:以運動員為研究對象,從跳離跳臺到落至水面,只有重力做功,機械能守恒,故有所以落至水面的速度v的大小為V=15m/s應(yīng)用機械能解題的一般步驟1、選取研究對象2、確定研究過程，分析各力做功及能量轉(zhuǎn)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(dá)式列式求解課堂練習(xí):一物體從光滑斜面頂端Ａ點由靜止開始滑下，如圖所示，斜面高1m，長2m。不計空氣阻力，物體滑到斜面底端Ｂ點的速度是多大？解:物體受力分析如右圖，在下滑的過程只有重力做功,機械能守恒選取地面為參考系,斜面高度h,B點速度VB

A點的機械能:EA=mghＢ點的機械能:

EB=FNFGＡＢ由機械能守恒得EA=EB則小結(jié)2、機械能守恒定律：1、機械能：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)，物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變。（2）表達(dá)式：EK2+EP2=EK1+EP1mgh2+mv