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文檔簡介
八年級物理機械能守恒定律課件機械能1、定義:物體的動能和勢能之和稱為物體的機械能。機械能包括動能、重力勢能、彈性勢能。2、表達式:E=EK+EP
小鋼球?qū)嶒炛?,小球的受力情況如何?◆受重力G和繩的拉力F作用
各個力的做功情況如何?◆拉力和速度方向總垂直,對小球不做功;只有重力對小球能做功。這個小實驗說明了什么?◆小球在擺動過程中重力勢能和動能在不斷轉(zhuǎn)化。在擺動過程中,小球總能回到原來的高度??梢?,重力勢能和動能的總和保持不變。即機械能保持不變。演示實驗……GFv小球的受力情況如何?◆重力G、支持力F1、彈力F各個力的做功情況如何?◆G和F1不做功,F(xiàn)做功這個小實驗說明了什么?◆小球在往復運動過程中彈性勢能和動能在不斷轉(zhuǎn)化。小球在往復運動過程中總能回到原來的位置,可見,彈性勢能和動能的總和應該保持不變。即機械能保持不變。演示實驗……AOBGF1F實驗中,小球的受力情況如何?小球在最高點A時為初狀態(tài):2.機械能守恒定律成立的條件:3、以10m/s的速度將質(zhì)量為m的物體豎直上拋出,若空氣阻力忽略,g=10m/s2則:⑴物體上升的最大高度是多少?⑵上升過程在何處重力勢能和運動相等?不做功(或其它力合力所做功為零)正確的是()把一個小球用細繩懸掛起來,就成為一個擺(如圖),(2)對研究對象進行受力分析,弄清各力在A、做勻速直線運動的物體,機械能一定守恒在只有彈簧彈力做功的物體系內(nèi),動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化,而物體機械能的總量也保持不變。依照此條件分析,ABD三項均錯。b、只發(fā)生動能和勢能間的相互轉(zhuǎn)化。(2)對研究對象進行受力分析,弄清各力在及研究的過程。及研究的過程。一、動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化1、動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化2、動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化
通過重力或彈簧彈力做功,機械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式。質(zhì)量為m的物體自由下落過程中,經(jīng)過高度h1的A點時速度為v1,下落至高度h2的B點處速度為v2,不計空氣阻力,取地面為參考平面,試寫出物體在A點時的機械能和B點時的機械能,并找到這兩個機械能之間的數(shù)量關(guān)系。根據(jù)動能定理,有重力做功與重力勢能的關(guān)系可知:由以上兩式可以得到:h1v1v2mh2ABA點B點即在只有重力做功的物體系內(nèi),動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化,而機械能的總量保持不變。同樣可以證明:在只有彈簧彈力做功的物體系內(nèi),動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化,而物體機械能的總量也保持不變。由此可見:1、機械能守恒定律:表達式:
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,而總的機械能保持不變。內(nèi)容:或(動能的增加等于勢能的減少)或⑴以地面為參考點,則:3、以10m/s的速度將質(zhì)量為m的物體豎直上拋出,若空氣阻力忽略,g=10m/s2則:⑴物體上升的最大高度是多少?⑵上升過程在何處重力勢能和動能相等?是多大?小球在往復運動過程中總能回到原來的位置,可見,彈性勢能和動能的總和應該保持不變。E=EK+EPb、只發(fā)生動能和勢能間的相互轉(zhuǎn)化。一、機械能:物體的動能和勢能之和稱為物體的機械能。只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力做功,其它力不做功(或其它力合力所做功為零)初狀態(tài)的機械能:Ek1+Ep1=mg(l-lcosθ)b、只發(fā)生動能和勢能間的相互轉(zhuǎn)化。E=EK+EP把一個小球用細繩懸掛起來,就成為一個擺(如圖),A、做勻速直線運動的物體,機械能一定守恒可見,重力勢能和動能的總和保持不變。小球在最高點A時為初狀態(tài):2、動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化(3)恰當?shù)剡x取參考平面,確定研究對象在可見,重力勢能和動能的總和保持不變。機械能守恒的條件。二、物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。2、動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化一、動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化小球在最高點A時為初狀態(tài):實驗中,小球的受力情況如何?(2)對研究對象進行受力分析,弄清各力在小球在最高點A時為初狀態(tài):【解析】物體在空氣中只有重力做功,故機械能守恒依照此條件分析,ABD三項均錯?!羰苤亓和繩的拉力F作用AOB守恒和相等的區(qū)別:
1.守恒:如果某一個物理量在某個過程中始終保持不變,那么我們就說這個物理量在此過程中守恒.2.相等:如果一個物理量在兩點的值一樣,那么我們就說這個物理量在這兩點相等.2.機械能守恒定律成立的條件:
只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力做功,其它力不做功(或其它力合力所做功為零)A、從做功角度分析B、從能量轉(zhuǎn)化角度分析只有系統(tǒng)內(nèi)動能和勢能相互轉(zhuǎn)化,無其它形式能量之間(如內(nèi)能)轉(zhuǎn)化。只有重力或彈力做功.【例】把一個小球用細繩懸掛起來,就成為一個擺(如圖),擺長為l,最大偏角為θ.小球運動到最低位置時的速度是多大?〖分析〗拉力和速度方向總垂直,對小球不做功;所以這個過程中只有重力對小球能做功,機械能守恒。
θOlABGFv【例】把一個小球用細繩懸掛起來,就成為一個擺(如圖),擺長為l,最大偏角為θ.小球運動到最低位置時的速度是多大?〖解〗選擇小球在最低位置時所在的水平面為參考平面。小球在最低點O時為末狀態(tài):末狀態(tài)的動能:Ek2=1/2mv2
重力勢能:Ep2=0末狀態(tài)的機械能為:Ek2+Ep2=1/2mv2
根據(jù)機械能守恒定律有:Ek2+Ep2=Ek1+Ep1
即1/2mv2=mgl(1-cosθ)所以v=
θOlAB小球在最高點A時為初狀態(tài):初狀態(tài)的動能:Ek1=0初狀態(tài)的重力勢能:Ep1=mg(l-lcosθ)初狀態(tài)的機械能:Ek1+Ep1=mg(l-lcosθ)
一、機械能:物體的動能和勢能之和稱為物體的機械能。
E=EK+EP
二、物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。三、機械能守恒定律
在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化,而總的機械能保持不變。
1、守恒條件:a、只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力做功,其它力不做功(或其它力合力所做功為零)
b、只發(fā)生動能和勢能間的相互轉(zhuǎn)化。2、表達式:E1=E2
或EK1+EP1=EK2+EP2
或△Ek=-△Ep(動能的增加等于勢能的減少)四、機械能守恒定律的應用小結(jié)課堂訓練
1、關(guān)于物體的機械能是否守恒的敘述,下列說法中正確的是()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,機械能一定守恒C、外力對物體所做的功等于0時,機械能一定守恒D、物體若只有重力做功,機械能一定守恒
D√實驗中,小球的受力情況如何?(3)恰當?shù)剡x取參考平面,確定研究對象在b、只發(fā)生動能和勢能間的相互轉(zhuǎn)化。初狀態(tài):末狀態(tài):這個小實驗說明了什么?(2)對研究對象進行受力分析,弄清各力在2、如圖所示,下列四個選項的圖中,木塊均在固定的斜面上運動,其中圖A、B、C中的斜面是光滑的,圖D中的斜面是粗糙的,圖A、B中的F為木塊所受的外力,方向如圖中箭頭所示,圖A、B、D中的木塊向下運動,圖C中的木塊向上運動。小球在最高點A時為初狀態(tài):括動能和勢能)。正確的是()b、只發(fā)生動能和勢能間的相互轉(zhuǎn)化。2.機械能守恒定律成立的條件:(3)恰當?shù)剡x取參考平面,確定研究對象在因機械能守恒:E1=E2在只有彈簧彈力做功的物體系內(nèi),動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化,而物體機械能的總量也保持不變。2、如圖所示,下列四個選項的圖中,木塊均在固定的斜面上運動,其中圖A、B、C中的斜面是光滑的,圖D中的斜面是粗糙的,圖A、B中的F為木塊所受的外力,方向如圖中箭頭所示,圖A、B、D中的木塊向下運動,圖C中的木塊向上運動。在這四個圖所示的運動過程中機械能守恒的是()C解析:機械能守恒的條件是:物體只受重力或彈力的作用,或者還受其它力作用,但其它力不做功,那么在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中,物體的機械能守恒。依照此條件分析,ABD三項均錯。√3、以10m/s的速度將質(zhì)量為m的物體豎直上拋出,若空氣阻力忽略,g=10m/s2則:⑴物體上升的最大高度是多少?⑵上升過程在何處重力勢能和運動相等?【解析】物體在空氣中只有重力做功,故機械能守恒⑴以地面為參考點,則:在最高點動能為零,故:由E1=E2得:v0h最高點3、以10m/s的速度將質(zhì)量為m的物體豎直上拋出,若空氣阻力忽略,g=10m/s2則:⑴物體上升的最大高度是多少?⑵上升過程在何處重力勢能和動能相等?v0h【解析】物體在空氣中只有重力做功,故機械能守恒⑵初狀態(tài)設(shè)在地面,則:終態(tài)設(shè)在h1高處,故:因機械能守恒:E1=E2最高點h1v1Ep=Ek4、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,如圖所示,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的速度大小為多大?【解析】:鏈條下滑時,因桌面光滑,沒有摩擦力做功。整根鏈條總的機械能守恒,可用機械能守恒定律求解。設(shè)整根鏈條質(zhì)量為m,則單位長度質(zhì)量為m/L,設(shè)桌面重力勢能為零。初狀態(tài):末狀態(tài):由機械能守恒定律得:EK1+EP1=EK2+EP2
即:
解得
初末知識回顧
1、動能:物體由于運動而具有的能。
2、重力勢能:地球上的物體具有的跟它的高度有關(guān)的能。
3、彈性勢能:發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間,由于有彈力的相互作用而具有的勢能。
4、動能定理:合力所做的總功等于物體動能的變化。
5、
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