機(jī)械能守恒定律課件-高一下學(xué)期物理人教版

第4節(jié)機(jī)械能守恒定律第八章

機(jī)械能守恒定律一、追尋守恒量ABhh'1.伽利略斜面小球的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：讓靜止小球沿斜面

A滾下，在空氣阻力和摩擦力很小時，無論斜面B

陡一些或緩一些，小球總能到達(dá)斜面

B上與釋放點(diǎn)基本等高的位置。2.假設(shè)推理：如果斜面光滑且沒有空氣阻力，小球能夠到達(dá)斜面B上與釋放點(diǎn)等高的位置，即h=h'。試證明：h=h'.實(shí)驗(yàn)表明：斜面上的小球在運(yùn)動過程中好像“記得”自己起始的高度(或與高度相關(guān)的某個量).

后來的物理學(xué)家把這一事實(shí)說成是“某個量是守恒的”，并且把這個量叫做能量。伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)中，與高度相關(guān)的能量稱為重力勢能，與速度大小相關(guān)的能量稱為動能。一、追尋守恒量ABhh'射箭運(yùn)動跳水運(yùn)動在以下體育比賽中，哪些能量之間發(fā)生了轉(zhuǎn)化撐桿跳二、動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化重力勢能、彈性勢能與動能都是機(jī)械運(yùn)動中的能量形式，統(tǒng)稱為機(jī)械能。通過重力或彈力做功，機(jī)械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式。新課講授

我們討論物體沿光滑曲面滑下的情形。這種情形下，物體受到重力和曲面支持力的作用，因?yàn)橹С至Ψ较蚺c運(yùn)動方向垂直，支持力不做功，只有重力做功。情景1二、動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化光滑曲面1.推導(dǎo)動能定理：功能關(guān)系：聯(lián)立變形：【結(jié)論】只有重力做功的系統(tǒng)內(nèi)，動能與重力勢能互相轉(zhuǎn)化時總的機(jī)械能保持不變。三、動能與勢能相互轉(zhuǎn)化x原長

B

A光滑平面2.推導(dǎo)動能定理：功能關(guān)系：聯(lián)立變形：【結(jié)論】只有彈力做功的系統(tǒng)內(nèi)，動能與重力勢能互相轉(zhuǎn)化時總的機(jī)械能保持不變.情景2一個小球在真空中做自由落體運(yùn)動，另一個同樣的小球在黏性較大的液體中由靜止開始下落。它們都由高度為h1的地方下落到高度為h2的地方。在這兩種情況下，重力做的功相等嗎重力勢能的變化相等嗎動能的變化相等嗎重力勢能各轉(zhuǎn)化成什么形式的能

情景33.總結(jié)歸納動能定理：功能關(guān)系：W非=0四、機(jī)械能守恒定律在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。1.內(nèi)容：2.機(jī)械能守恒的條件：只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功，其他力不做功或做功的代數(shù)和為0機(jī)械能守恒判斷1.拋體模型(不計空氣阻力)豎直上拋豎直下拋斜上拋平拋斜下拋(1)小球拋出后機(jī)械能是否守恒如圖，一輕彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端系一重物，將重物從與懸點(diǎn)O在同一水平面且彈簧保持原長的A點(diǎn)無初速度釋放，讓它自由擺下，不計空氣阻力，在重物由A點(diǎn)擺到最低點(diǎn)的過程中：2.含輕彈簧模型(1)重物與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒嗎(2)重物的機(jī)械能守恒嗎判斷機(jī)械能是否守恒的方法2.用做功來判斷：分析系統(tǒng)受力，只有重力或者彈力做功，沒有其它力做功或者其它力做功代數(shù)和為零，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒.3.用能量轉(zhuǎn)化來判定：系統(tǒng)只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，沒有機(jī)械能與其它形式的能的轉(zhuǎn)化，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒.1.確定研究對象(單個物體或多物體組成的系統(tǒng))和要研究的過程.機(jī)械能守恒判斷3.板塊模型(1)若A固定在水平面上，且不計一切摩擦.B機(jī)械能守恒嗎(2)若A未固定在水平面上，且不計一切摩擦.A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒嗎B機(jī)械能守恒嗎機(jī)械能守恒判斷4.連接體模型

斜面體固定在水平面上，且不計一切摩擦。A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒嗎1.如圖，下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是()A.圖甲中，物體A將彈簧壓縮的過程中，A機(jī)械能守恒B.圖乙中，A置于光滑水平面上，物體B沿光滑斜面下滑，物體B機(jī)械能守恒C.圖丙中，不計任何阻力和滑輪質(zhì)量時A加速下落、B加速上升過程中，A、B系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.圖丁中，系在橡皮條一端的小球向下擺動時，小球的機(jī)械能守恒1、在下列的物理過程中，機(jī)械能守恒的有()A．一小球在粘滯性較大的液體中勻速下落B．用細(xì)線拴著一個小球豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動C．物體在光滑斜面上自由下滑D．拉著一個物體沿著光滑斜面勻速上升

BC關(guān)于機(jī)械能守恒，下列說法正確的是()A．人乘電梯減速上升的過程，機(jī)械能一定守恒B．物體必須在只受重力作用的情況下，機(jī)械能才守恒C．物體做平拋運(yùn)動時，機(jī)械能一定守恒D．合外力對物體做功為零時，機(jī)械能一定守恒機(jī)械能守恒定律的不同表達(dá)式項目表達(dá)式物理意義說明守恒觀點(diǎn)Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或

E初＝E末初狀態(tài)的機(jī)械能等于末狀態(tài)的機(jī)械能必須先選零勢能面轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)ΔEk增＝ΔEp減或ΔEk減＝ΔEp增過程中動能的增加量等于勢能的減少量不必選零勢能面轉(zhuǎn)移觀點(diǎn)ΔEA增＝ΔEB減系統(tǒng)只有A、B兩物體時，A增加的機(jī)械能等于B減少的機(jī)械能2.如圖，桌面離地高為

h，質(zhì)量為

m的小球從離桌面高

H處自由下落，不計空氣阻力，假設(shè)桌面為零勢能的參考平面，則小球落地前瞬間的機(jī)械能為()A．mgh

B．mgH

C．mg(h+H)

D．mg(H-h)

B

【例題】把一個小球用細(xì)線懸掛起來，就成為一個擺(如圖)，擺長為l，最大偏角為θ。如果阻力可以忽略，小球運(yùn)動到最低位置時的速度大小是多少【解析】系統(tǒng)只有重力做功，機(jī)械能守恒。θEp=0在最高點(diǎn):Ek1＝0，重力勢能：Ep1＝mg(l－lcosθ)在最低點(diǎn):Ep2＝0，動能：由機(jī)械能守恒，有：Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1l如圖，質(zhì)量m=50kg的跳水運(yùn)動員從距水面高h(yuǎn)=10m的跳臺上以v0=5m/s的速度斜向上起跳，最終落入水中，若忽略運(yùn)動員的身高，取g=10m/s2，不計空氣阻力.求：(1)運(yùn)動員在跳臺上時具有的重力勢能(以水面為零勢能面)；(2)運(yùn)動員起跳時的動能；(3)運(yùn)動員入水時的速度大小；入水時的速度大小與起跳時的方向有關(guān)嗎答案(1)5000J(2)625J(3)15m/s3.一條輕繩跨過定滑輪，繩的兩端各系一個小球A和B，B球質(zhì)量是A球質(zhì)量的3倍.用手托住B球，當(dāng)輕繩剛好被拉緊時，B球離地高度是h，A球靜止于地面，如圖.現(xiàn)由靜止釋放B球，當(dāng)B球剛落地時，求A球的速度大小(定滑輪的質(zhì)量及滑輪與軸間的摩擦、空氣阻力均不計，重力加速度為g).答案：v=2m/s2.如圖，在高1.5m的光滑平臺上有一個質(zhì)量為2kg的小球被細(xì)線拴在墻上，球與墻之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧。當(dāng)燒斷細(xì)線時