高一物理多媒體課件:8機(jī)械能守恒定律(人教版必修2)
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8 機(jī)械能守恒定律,1.知道什么是機(jī)械能,知道物體的動(dòng)能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。,2.會正確推導(dǎo)物體在光滑曲面上運(yùn)動(dòng)過程中的機(jī)械能守恒。,4.在具體問題中,能判定機(jī)械能是否守恒,并能列出機(jī)械能守恒的方程式。,3.理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容,知道它的含義和適用條件。,1.動(dòng)能、動(dòng)能定理 2.重力勢能、重力做功與重力勢能變化量之間的關(guān)系 3.彈性勢能、彈力做功與彈性勢能變化量之間的關(guān)系 4.功能關(guān)系,單擺演示,單擺演示,動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化,滾擺,,動(dòng)能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化,上坡: 重力做負(fù)功,重力勢能增加 動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能,下坡: 重力做正功,重力勢能減少 重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,你能舉出生活中動(dòng)能和勢能之間相互轉(zhuǎn)化的例子嗎?,猜想:它們是否存在著某種守恒?,一、機(jī)械能守恒定律推導(dǎo),一個(gè)物體沿著光滑的曲面滑下,在A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為Ek1,重力勢能為Ep1 ;在B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為Ek2,重力勢能為Ep2 。試判斷物體在A點(diǎn)的機(jī)械能E1和在B點(diǎn)的機(jī)械能E2的關(guān)系。,由動(dòng)能定理:,,G,,N,從重力做功與重力勢能變化的關(guān)系知,用氣墊導(dǎo)軌演示機(jī)械能守恒定律,二、機(jī)械能守恒定律,在只有重力做功或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),物體只發(fā)生動(dòng)能與勢能的相互轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能保持不變。,1.內(nèi)容:,思考:對條件如何理解?,只有重力做功或彈簧彈力做功,2.機(jī)械能守恒條件:,(1)物體只受重力,不受其他力,,,,,,G,,G,,,,,,v0,,G,,(2)物體只受重力和彈簧彈力,不受其他力,(3)物體除受重力和彈簧彈力外,還受其他力,但其他力不做功,(4)除受重力、彈力外,還受其他力,其他力做功,但做功代數(shù)和為零,3. 數(shù)學(xué)表達(dá)式:,①,②,下列實(shí)例中哪些情況機(jī)械能是守恒的?,跳傘員利用降落傘在空中勻速下落,拋出的籃球在空中運(yùn)動(dòng)(不計(jì)阻力),也不要把只有重力和彈力做功理解為物體只受重力和彈力.,不要把其他力不做功理解為物體受到的合外力為零.,注意:,機(jī)械能守恒中各量的變化,例題 把一個(gè)小球用細(xì)繩懸掛起來,就成為一個(gè)擺。擺長為l,最大偏角為θ。小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)的速度是多大?,解:拉力F不做功,只有重力G做功,小球機(jī)械能守恒。,以最低點(diǎn)為參考平面。,(1)確定研究對象,畫出過程示意圖;,應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟:,(2)分析物體的受力,明確各力做功的情況,判斷是否符合機(jī)械能守恒的條件;,(3)分析物體的運(yùn)動(dòng),恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面,確定物體初、末狀態(tài)的機(jī)械能(勢能和動(dòng)能);,(4)根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程求解。,三、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用,1.如圖所示,小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上,在彈簧壓縮到最短的整個(gè)過程中,下列敘述中正確的是 ( ) A.重力勢能和動(dòng)能之和保持不變 B.重力勢能和彈性勢能之和保持不變 C.動(dòng)能和彈性勢能之和保持不變 D.重力勢能、彈性勢能和動(dòng)能之和保持不變,D,蹦床,,,2.如圖所示,桌面高為h,質(zhì)量為m的小球從離桌面高H處自由落下,不計(jì)空氣阻力,假設(shè)桌面處重力勢能為零,則小球落地瞬間的機(jī)械能為( ) A. mgh B. mgH C. mg(H+h) D. mg(H-h),B,3.如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一段四分之一圓弧軌道,半徑OA在水平方向,一個(gè)小球從頂端A點(diǎn)由靜止開始下滑,已知軌道半徑R=10cm,不計(jì)摩擦,求小球剛離開軌道底端B點(diǎn)時(shí)的速度大???,解:以小球(含地球)為研究對象,小球在軌道上作變速圓周運(yùn)動(dòng),受到重力和支持力作用,支持力是一個(gè)大小、方向均改變的力,但因其方向始終垂直于小球的運(yùn)動(dòng)方向,所以對小球不做功(這是難點(diǎn)),全程只有重力作功,所以該題可用機(jī)械能守恒定律求解。,選取B點(diǎn)所在水平面為零勢能面,以小球在A點(diǎn)時(shí)為初態(tài),經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)為末態(tài),則依據(jù)機(jī)械能守恒定律可知:,∴小球剛離開軌道底端B點(diǎn)時(shí)的速度大小為:,過山車,4.如圖為翻滾過山車示意圖,圓軌道的半徑為10m,為了安全,則過山車由靜止開始向下運(yùn)動(dòng)時(shí)離地至少多高?(不考慮空氣阻力和摩擦阻力),解:以地面為參考平面。,在最高點(diǎn)B時(shí),,解:鐵鏈下滑過程中只有重力做功,機(jī)械能守恒.選取桌面處為零勢能面,設(shè)鐵鏈總質(zhì)量為m,鏈條滑至剛剛離開桌邊時(shí)的速度大小為v,則,初態(tài):,末態(tài):,5.長為L的均勻鏈條,放在光滑的水平桌面上,且使其長度的1/4垂在桌邊,松手后鏈條從靜止開始沿桌邊下滑,則鏈條滑至剛剛離開桌邊時(shí)的速度為多大?,6.長為L質(zhì)量分布均勻的繩子,對稱地懸掛在輕小的定滑輪上,如圖乙所示輕輕地推動(dòng)一下,讓繩子滑下,那么當(dāng)繩子離開滑輪的瞬間,繩子的速度為多少?,解:由機(jī)械能守恒定律,取小滑輪處為零勢能面.,甲,乙,一、動(dòng)能與勢能的相互轉(zhuǎn)化 重力做功:動(dòng)能 重力勢能 彈力做功:動(dòng)能 彈性勢能 二、機(jī)械能守恒定律 在只有重力和彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),物體的動(dòng)能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能的總量保持不變。 三、應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的條件 1.只受重力(彈力),不受其他力。如自由落體的物體 2.除重力(彈力)以外還有其他力,但其他力都不做功。如做單擺運(yùn)動(dòng)的物體,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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