《机械能守恒定律》PPT演示课件

.,1,7-8 机械能守恒定律,第七章、机械能和能源,.,2,7.8 机械能守恒定律,一、机械能,总的机械能为这两种形式能量之和，记为,EEkEP,2、公式表示:,动能和势能可以相互转化吗？,.,3,7.8 机械能守恒定律,二、动能和势能的相互转化,.,4,动能和势能之间是怎么转化的？,通过重力或弹力做功，动能和势能实现了相互转化。,.,5,只有重力做功或除了重力外其他力做功之和为0,7.8 机械能守恒定律,三、机械能守恒定律,.,6,根据动能定理有:,根据重力做功有：,由（1）、（2）两式得：,EK2+EP2=EK1+EP1,即 E2=E1,Ek= Ep,7.8 机械能守恒定律的推导,结论: 在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能发生相互转化，而机械能的总量保持不变。,.,7,7.8 机械能守恒定律,只有弹力做功,结论: 在只有弹力做功的情况下，小球与弹簧组成的系统内动能和弹性势能发生相互转化，而机械能的总量保持不变。,.,8,E2=E1 即EK2+EP2=EK1+EP1,Ek= Ep,机械能守恒定律,即 EK2-EK1=EP1 -EP2,.,9,7.8 机械能守恒定律,1. 伞兵带着张开的降落伞在空气中匀速下落。,2. 抛出的手榴弹做抛物线运动。(忽略空气阻力）,3. 拉着物体沿着光滑的斜面匀速上升。,4. 在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后，又被弹回来。,5. 用细绳拴着一个小球，使小球在光滑水平桌面内做匀速圆周运动。,6. 物体以 的加速度竖直向上做匀减速运动。,点一、判断物体的机械能是否守恒？,.,10,如图1所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是(),A甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，物体A机械能守恒B乙图中，物块B沿粗糙斜面下滑时机械能守恒C丙图中，不计任何阻力时，A加速下落，B加速上升过程中，A、B系统机械能守恒D丁图中，小球沿水平面做匀速圆周运动时，小球的机械能守恒,CD,.,11,1. 从系统的内、外力做功的角度看,只有重力、弹簧弹力做功，具体表现为三种情况： (1)只受重力、（弹簧）弹力。 (2)还受其它力，但其它力不做功。 (3)其它力做功，但做功的代数和为零。,2. 从能量转化的角度看，只有系统内动能和势能相互转化，无机械能与其它形式能量（如内能）之间的转化。,7.8 机械能守恒定律,对机械能守恒条件的进一步理解,.,12,练习一、一个轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面上弹簧保持原长的A点无初速释放，让它自由下摆，不计空气阻力，在重物由A点摆到最低点的过程中，下列说法中正确的是（ ）A、重物的机械能增加B、重物的机械能减少C、弹簧的弹性势能增加D、重物和弹簧总机械能不变,7.8 机械能守恒定律,BCD,.,13,练习2、下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是A、做匀速直线运动的物体机械能一定守恒。B、做匀变速直线运动的物体的机械能可能守恒。C、合外力对物体做功为零时机械能守恒。D、只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒。,物体的机械能是否守恒与物体的运动无关,BD,7.8 机械能守恒定律,.,14,练习三、如图，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到最大高度的过程中，下列说法正确的是A、子弹的机械能守恒。B、木块的机械能守恒。C、子弹和木块的总机械能守恒。D、以上说法都不对,D,1、子弹射中木块的过程机械能不守恒2、整体从最低位置摆到最高位置的过程 机械能守恒,7.8 机械能守恒定律,.,15,7.8 机械能守恒定律,守恒的角度：E2=E1 即EK2+EP2=EK1+EP1,转化的角度：Ek= E p 即 Ek增 = Ep减,转移的角度(适用于系统)：EA= EB,要选择零势能面,不需要选择零势能面,不需要选择零势能面,点二、机械能守恒定律三条公式及其应用,.,16,练习4、忽略一切阻力，如图。摆长为L，最大偏角为。小球运动到最低位置时的速度是多大？,由机械能守恒定律得,即,得,末状态,解：选O所在平面为零势能面,初状态,请试用动能定理解答这道题！,7.8 机械能守恒定律,.,17,应用机械能守恒定律解题的一般步骤,1、选取研究对象（单个物体或系统）2、确定研究过程，分析各力做功及能量转化情况，判断机械能是否守恒3、确定研究对象在始末状态的机械能（需确定参考平面）。4、根据机械能守恒定律列式解题。,7.8 机械能守恒定律,.,18,如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处重力势能为零，则小球落地瞬间的机械能为（ ）A. mgh B. mgH C. mg(H+h) D. mg(H-h),B,练习5、,7.8 机械能守恒定律,.,19,7.8 机械能守恒定律,特点：一般是整个系统机械能守恒；连接体的速度不一定相等，但是沿着绳子、杆切线方向的分速度大小绝对相等。,例题1 、一根细绳绕过光滑的定滑轮，两端分别系住质量为M和m的长方形物块，且Mm,开始时用手托住M，使系统处于如图示状态。求（1）当M由静止释放下落h高时的速度（h远小于半绳长，绳与滑轮的质量不计）。（2）如果M下降h 刚好触地，那么m上升的总高度是多少？,点三、机械能守恒定律在连接体问题中的应用,.,20,m上升的总高度：,解得：,（2）M触地，m做竖直上抛运动，机械能守恒：,7.8 机械能守恒定律,解:(1)对于M、m构成的系统，只有重力做功，由机械能守恒有,.,21,作业如图小球A、B质量分别是m、2m.通过轻绳跨在半径为R光滑的半圆曲面上。由静止释放。求小球A刚到半圆顶端时的速度？,.,22,例2:如图所示，在竖直平面内有一半径为R的半圆形圆柱截面，用轻质不可伸长的细绳连接的A、B两球，悬挂在圆柱截面边缘的同侧，A球质量为B球质量的2倍，现将A球从圆柱边缘处由静止释放，已知A球始终不离开球面，且细绳足够长，圆柱固定。若不计一切摩擦。,7.8 机械能守恒定律,求：A 球沿圆柱截面滑至最低点时速度的大小?,.,23,解析：当A 球沿圆柱截面滑至最低点时速度如图所示，将其分解为沿绳子方向的V2和垂直绳子方向的V1.,A 和B组成的系统机械能守恒，根据 Ek增 = Ep减得：,解得：,.,24,7.8 机械能守恒定律,例3、长为L的光滑匀质铁链,对称地悬挂在轻小的定滑轮上,如图所示.当有扰动时其一端下落,那么当链条刚离开滑轮的瞬间,链条的速度为 .,解：由机械能守恒定律，取小滑轮处为零势能面.,点四、“落链”问题,.,25,P61.如图4所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，并且处于原长状态，现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中(),A圆环的机械能守恒B弹簧弹性势能变化了 mgLC圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变,B,.,26,P151，6(多选)一物体从高为h处自由下落，不计空气阻力，落至某一位置时其动能与重力势能恰好相等(取地面为零势能面)()A此时物体所处的高度为B此时物体的速度为C这段下落的时间为D此时机械能可能小于mgh,ABC,.,27,P151，9(多选)图4是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部B处安装一个压力传感器，其示数N表示该处所受压力的大小某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑，通过B时，下列表述正确的有(),AN小于滑块重力 BN大于滑块重力CN越大表明h越大DN越大表明h越小,BC,.,28,P65，如图7所示，在一长为2L不可伸长的轻杆两端各固定一质量为2m与m的小球A、B，系统可绕过轻杆的中点且垂直纸面的固定转轴O无摩擦转动初始时轻杆处于水平状态，无初速度释放后轻杆转动，当轻杆转至竖直位置时，求小球A的速率,.,29,P153，6，如图3所示，物体从某一高度自由下落到竖直立于地面的轻质弹簧上在a点时物体开始与弹簧接触，到b点时物体速度为零则从a到b的过程中，物体(),A动能一直减小B重力势能一直减小C所受合外力先增大后减小D动能和重力势能之和一直减小,BD,.,30,P154，5.内壁光滑的环形凹槽半径为R，固定在竖直平面内，一根长度为R的轻杆，一端固定有质量为m的小球甲，另一端固定有质量为2m的小球乙现将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点，如图4所示，由静止释放后(),A下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机械能B下滑过程中甲球减少的重力势能总是等于乙球增加的重力势能C甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点D杆从右向左滑回时，乙球一定不能回到凹槽的最低点,A,.,31,9如图8所示，半径为R的光滑半圆弧轨道与高为10R的光滑斜轨道放在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡在水平轨道上，轻质弹簧被a、b两小球挤压，处于静止状态同时释放两个小球，a球恰好能通过圆弧轨道的最高点A，b球恰好能到达斜轨道的最高点B.已知a球质量为m1，b球质