7.8機械能守恒定律課件_實用.ppt

第八節(jié) 機械能守恒定律,一、知識回顧,動能,重力勢能,彈性勢能,物體由于運動而具有的能量：,物體在一定高度所具有的能量：,發(fā)生彈性形變的各物體各部之間由于有彈 力的相互作用而具有的能量,Ep=mgh,一、知識回顧,動能定理,重力做功與重力勢能變化的關(guān)系,合力所做的總功等于物體動能的變化：,重力做的功等于物體重力勢能的減少量：,WG = EP1 - EP2,機械能,概念：動能、重力勢能和彈性勢能的統(tǒng)稱。 總機械能為動能和勢能之和。,表達(dá)式：E = Ek + Ep,機械能是標(biāo)量，具有相對性： 先選取參考平面和參考系才能確定機械能（一般選地面）,三、動能與勢能相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的研究,(一) 動能與重力勢能的相互轉(zhuǎn)化 1、演示實驗 小球擺動實驗 2、實驗分析 小球由AB：重力做正功，重力勢 能轉(zhuǎn)化為動能。 小球由BC：重力做負(fù)功，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。,小鋼球,A,B,C,結(jié)論：在重力做功的情況下，動能與重 力勢能可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,選取零勢能面,三、動能與勢能相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的研究,小鋼球,f,思考：小球由左擺到右時，能否達(dá)到相同的高度？,（二）動能與重力勢能相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的研究,二 動能和重力勢能間的轉(zhuǎn)換,Ek2+EP2Ek1+EP1,E2E1,E1Ek1+EP1,E2Ek2+EP2,假如物體還受其它力作用,式子是否依然成立?,根據(jù)動能定理，有,重力做功在數(shù)值上等于物體重力勢能 的減少量。,由以上兩式可以得到,v1,v2,思考,Ek2+EP2Ek1+EP1,即E1E2,在什么情況下機械能守恒？,根據(jù)動能定理，有,由以上兩式可以得到,結(jié)論,在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變,三 動能和彈性勢能間的轉(zhuǎn)換,彈簧的彈性勢能與小球的動能相互轉(zhuǎn)換,在只有彈簧彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變,四 機械能守恒定律,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。,2、守恒條件:只有重力做功或彈簧彈力做功(物體可還受其他力，但其他外力或內(nèi)力不做功或做功為零）,3、表達(dá)式：,E1= E2 EK1EP1=EK2EP2 （多用于兩個及以上物體系統(tǒng)）,是否表示只受重力或彈簧彈力？,Ek增(減）=Ep減（增）,EA減=EB增,說一說,下列實例中哪些情況機械能是守恒的,跳傘員利用降落傘在空中勻速下落。,拋出的籃球在空中運動（不計阻力）。,應(yīng)用機械能守恒定律的解題步驟,(1)確定研究的系統(tǒng),(2)對研究對象進行正確的受力分析和運動過程分析,(3)判定各個力是否做功，并分析是否符合機械能守恒的條件,(4)若滿足，則選取零勢能參考平面，并確定研究對象在始、末狀態(tài)時的機械能。,(5)根據(jù)機械能守恒定律列出方程，或再輔之以其他方程，進行求解。,課堂練習(xí),2.一個輕彈簧固定于O點，另一端系一重物，將重物從與懸點O在同一水平面肯彈簧保持原長的A點無初速度釋放，讓它自由下擺，不計空氣阻力，在重物由A擺到最低點的過程中， A、重物的重力勢能減少。 B、重物的重力勢能增加。 C、重物的機械能不變。 D、重物的機械能減少。,AD,球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,1.下列關(guān)于機械能是否守恒的敘述正確的是 A、做勻速直線運動的物體機械能一定守恒。 B、做勻變速直線運動的物體的機械能可能守恒。 C、合外力對物體做功為零時機機械能守恒。 D、只有重力對物體做功，物體的機械能一定守恒。,BD,物體的機械能是否守恒與物體的運動無關(guān),機械能守恒定律,3.如圖，一子彈以水平速度射入木塊并留在其中，再與木塊一起共同擺到最大高度的過程中，下列說法正確的是 A、子彈的機械能守恒。 B、木塊的機械能守恒。 C、子彈和木塊的總機械能守恒。 D、以上說法都不對,D,1、子彈射中木塊的過程機械能不守恒 2、整體從最低位置擺到最高位置的過程機械能守恒,4如圖所示，桌面離地高h(yuǎn)，質(zhì)量為m的小球從離桌面高H處自由落下，不計空氣阻力，設(shè)桌面為零勢面，則小球觸地前的瞬間機械能為( ) Amgh BmgH Cmg(Hh) Dmg(H-h),5如圖所示，桌面離地高h(yuǎn)，質(zhì)量為m的小球從離桌面高H處自由落下，不計空氣阻力，設(shè)桌面為零勢面，則小球觸地前的瞬間動能為( ) Amgh BmgH Cmg(Hh) Dmg(H-h),mgHmghEk2,6如圖所示，質(zhì)量為m的物體，以水平速度v0離開桌面，若以桌面為零勢能面，不計空氣阻力，則當(dāng)它經(jīng)過離地高度為h的A點時，所具有的機械能是( ),7三個質(zhì)量相同的物體以相同大小的初速度v0在同一水平面上分別進行豎直上拋、沿光滑斜面上滑和斜上拋若不計空氣阻力，它們所能達(dá)到的最大高度分別用H1、H2和H3表示，則( ) AH1H2H 3 B H1H2 H 3 C H1 H2 H 3 D H1 H2H 3,8如圖所示，通過空間任意一點A可作無數(shù)個斜面如果物體從A點分別沿這些傾角各不相同的光滑斜面滑下，那么物體在這些斜面上速率相同的點所構(gòu)成的面是( ) A球面 B拋物面 C水平面 D不規(guī)則的曲面,9.把質(zhì)量為m的石頭從h高的山崖上以角向斜上方拋出，拋出時的初速度v0，求石頭落地時的速度vt是多大？（不計空氣阻力）,解：由機械能守恒可得,10.用細(xì)線連接一個小球，繩長L，最大偏角。求小球到最低點的速度？,11.如圖所示，光滑的水平軌道與光滑半圓弧軌道相切。圓軌道半徑R0.4m，一小球停放在光滑水平軌道上，現(xiàn)給小球一個v05ms的初速度。,求（1）球從C點飛出時的速度；(g=10m/s2) （2）球?qū)點的壓力是重力的多少倍 （3）球從C拋出后，落地點距B點多遠(yuǎn),1.2m,3m/s,1.25倍,12 物體的質(zhì)量為m，沿著光滑的軌道滑下，軌道形狀如圖所示，與斜軌道相接的圓軌道半徑R，要使物體沿光滑的圓軌道恰能通過最高點，物體應(yīng)從離軌道最低處多高的地方由靜止開始滑下？,思考:,a：你選什么做為研究對象？,b：對選定的研究對象而言，對它做功的力有幾個？符合機械能守恒條件嗎?,c：物體恰能通過圓軌道最高點的條件是什么？,選物體作為研究對象,物體在沿光滑的軌道滑動的整個過程中只有重力做功，故機械能守恒。,解：物體在沿光滑的軌道滑動的整個過程中，只有重力做功，故機械能守恒。設(shè)物體應(yīng)從離軌道最低點h高的地方開始由靜止下滑，軌道的最低點處水平面為零勢能面，物體在運動到軌道最高點處的速度為v，則開始時物體的機械能為mgh，運動到最高點時機械能為,(1),(2),要使物體恰好通過軌道最高點，條件是,聯(lián)立上面兩式可求出：,據(jù)機械能守恒有：,13如圖所示，質(zhì)量為m的物體以某一初速v0從A點向下沿光滑的軌道運動，不計空氣阻力，若物體通過最低點B的速度為 ，求： (1)物體在A點時的速度； (2)物體離開C點后還能上升多高,AB，機械能守恒,B最高點，機械能守恒,以B點所在平面為參考平面,14：光滑的水平臺上放置 一條長為L米的鐵鏈，其L/4 長搭在平臺下面，平臺的右 上方有一光滑的角形擋板用 來保證鐵鏈沿平臺滑下時無 機械能損失，求鐵鏈末端剛 離開平臺時鐵鏈的速度大小。,解題思路：,研究對象：整根鏈條,研究方法：機械能守恒定律,15如圖兩物體質(zhì)量分別為m和2m，滑輪的質(zhì)量和摩擦都不計，開始時用手托住2m的物體，釋放后，當(dāng)2m的物體從靜止開始下降h后的速度是多少?,系統(tǒng)機械能守恒,如圖所示，長為2L的輕桿OB，O端裝有轉(zhuǎn)軸，B端固定一個質(zhì)量為m的小球B，OB中點A固定一個質(zhì)量為m的小球A，若OB桿從水平位置靜止開始釋放轉(zhuǎn)到豎直位置的過程中，求 （1）A、B球擺到最低點的速度大小各是多少？（2）輕桿對A、B球各做功多少？ （3）輕桿對A、B球所做的總功為多少？,（1）求A、B球擺到最低點的速度大??？,A、B系統(tǒng)機械能守恒,（2）求輕桿對A、B球各做功多少？,動能定理,對A球：,對B球：,分別以A、B兩球為