7.8机械能守恒定律课件_实用.ppt

第八节 机械能守恒定律,一、知识回顾,动能,重力势能,弹性势能,物体由于运动而具有的能量：,物体在一定高度所具有的能量：,发生弹性形变的各物体各部之间由于有弹 力的相互作用而具有的能量,Ep=mgh,一、知识回顾,动能定理,重力做功与重力势能变化的关系,合力所做的总功等于物体动能的变化：,重力做的功等于物体重力势能的减少量：,WG = EP1 - EP2,机械能,概念：动能、重力势能和弹性势能的统称。 总机械能为动能和势能之和。,表达式：E = Ek + Ep,机械能是标量，具有相对性： 先选取参考平面和参考系才能确定机械能（一般选地面）,三、动能与势能相互转化关系的研究,(一) 动能与重力势能的相互转化 1、演示实验 小球摆动实验 2、实验分析 小球由AB：重力做正功，重力势 能转化为动能。 小球由BC：重力做负功，动能转化为重力势能。,小钢球,A,B,C,结论：在重力做功的情况下，动能与重 力势能可以发生相互转化,选取零势能面,三、动能与势能相互转化关系的研究,小钢球,f,思考：小球由左摆到右时，能否达到相同的高度？,（二）动能与重力势能相互转化关系的研究,二 动能和重力势能间的转换,Ek2+EP2Ek1+EP1,E2E1,E1Ek1+EP1,E2Ek2+EP2,假如物体还受其它力作用,式子是否依然成立?,根据动能定理，有,重力做功在数值上等于物体重力势能 的减少量。,由以上两式可以得到,v1,v2,思考,Ek2+EP2Ek1+EP1,即E1E2,在什么情况下机械能守恒？,根据动能定理，有,由以上两式可以得到,结论,在只有重力做功的物体系统内，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变,三 动能和弹性势能间的转换,弹簧的弹性势能与小球的动能相互转换,在只有弹簧弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变,四 机械能守恒定律,1、内容：在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。,2、守恒条件:只有重力做功或弹簧弹力做功(物体可还受其他力，但其他外力或内力不做功或做功为零）,3、表达式：,E1= E2 EK1EP1=EK2EP2 （多用于两个及以上物体系统）,是否表示只受重力或弹簧弹力？,Ek增(减）=Ep减（增）,EA减=EB增,说一说,下列实例中哪些情况机械能是守恒的,跳伞员利用降落伞在空中匀速下落。,抛出的篮球在空中运动（不计阻力）。,应用机械能守恒定律的解题步骤,(1)确定研究的系统,(2)对研究对象进行正确的受力分析和运动过程分析,(3)判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件,(4)若满足，则选取零势能参考平面，并确定研究对象在始、末状态时的机械能。,(5)根据机械能守恒定律列出方程，或再辅之以其他方程，进行求解。,课堂练习,2.一个轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面肯弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由下摆，不计空气阻力，在重物由A摆到最低点的过程中， A、重物的重力势能减少。 B、重物的重力势能增加。 C、重物的机械能不变。 D、重物的机械能减少。,AD,球和弹簧组成的系统机械能守恒,1.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。,BD,物体的机械能是否守恒与物体的运动无关,机械能守恒定律,3.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,4如图所示，桌面离地高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，设桌面为零势面，则小球触地前的瞬间机械能为( ) Amgh BmgH Cmg(Hh) Dmg(H-h),5如图所示，桌面离地高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，设桌面为零势面，则小球触地前的瞬间动能为( ) Amgh BmgH Cmg(Hh) Dmg(H-h),mgHmghEk2,6如图所示，质量为m的物体，以水平速度v0离开桌面，若以桌面为零势能面，不计空气阻力，则当它经过离地高度为h的A点时，所具有的机械能是( ),7三个质量相同的物体以相同大小的初速度v0在同一水平面上分别进行竖直上抛、沿光滑斜面上滑和斜上抛若不计空气阻力，它们所能达到的最大高度分别用H1、H2和H3表示，则( ) AH1H2H 3 B H1H2 H 3 C H1 H2 H 3 D H1 H2H 3,8如图所示，通过空间任意一点A可作无数个斜面如果物体从A点分别沿这些倾角各不相同的光滑斜面滑下，那么物体在这些斜面上速率相同的点所构成的面是( ) A球面 B抛物面 C水平面 D不规则的曲面,9.把质量为m的石头从h高的山崖上以角向斜上方抛出，抛出时的初速度v0，求石头落地时的速度vt是多大？（不计空气阻力）,解：由机械能守恒可得,10.用细线连接一个小球，绳长L，最大偏角。求小球到最低点的速度？,11.如图所示，光滑的水平轨道与光滑半圆弧轨道相切。圆轨道半径R0.4m，一小球停放在光滑水平轨道上，现给小球一个v05ms的初速度。,求（1）球从C点飞出时的速度；(g=10m/s2) （2）球对C点的压力是重力的多少倍 （3）球从C抛出后，落地点距B点多远,1.2m,3m/s,1.25倍,12 物体的质量为m，沿着光滑的轨道滑下，轨道形状如图所示，与斜轨道相接的圆轨道半径R，要使物体沿光滑的圆轨道恰能通过最高点，物体应从离轨道最低处多高的地方由静止开始滑下？,思考:,a：你选什么做为研究对象？,b：对选定的研究对象而言，对它做功的力有几个？符合机械能守恒条件吗?,c：物体恰能通过圆轨道最高点的条件是什么？,选物体作为研究对象,物体在沿光滑的轨道滑动的整个过程中只有重力做功，故机械能守恒。,解：物体在沿光滑的轨道滑动的整个过程中，只有重力做功，故机械能守恒。设物体应从离轨道最低点h高的地方开始由静止下滑，轨道的最低点处水平面为零势能面，物体在运动到轨道最高点处的速度为v，则开始时物体的机械能为mgh，运动到最高点时机械能为,(1),(2),要使物体恰好通过轨道最高点，条件是,联立上面两式可求出：,据机械能守恒有：,13如图所示，质量为m的物体以某一初速v0从A点向下沿光滑的轨道运动，不计空气阻力，若物体通过最低点B的速度为 ，求： (1)物体在A点时的速度； (2)物体离开C点后还能上升多高,AB，机械能守恒,B最高点，机械能守恒,以B点所在平面为参考平面,14：光滑的水平台上放置 一条长为L米的铁链，其L/4 长搭在平台下面，平台的右 上方有一光滑的角形挡板用 来保证铁链沿平台滑下时无 机械能损失，求铁链末端刚 离开平台时铁链的速度大小。,解题思路：,研究对象：整根链条,研究方法：机械能守恒定律,15如图两物体质量分别为m和2m，滑轮的质量和摩擦都不计，开始时用手托住2m的物体，释放后，当2m的物体从静止开始下降h后的速度是多少?,系统机械能守恒,如图所示，长为2L的轻杆OB，O端装有转轴，B端固定一个质量为m的小球B，OB中点A固定一个质量为m的小球A，若OB杆从水平位置静止开始释放转到竖直位置的过程中，求 （1）A、B球摆到最低点的速度大小各是多少？（2）轻杆对A、B球各做功多少？ （3）轻杆对A、B球所做的总功为多少？,（1）求A、B球摆到最低点的速度大小？,A、B系统机械能守恒,（2）求轻杆对A、B球各做功多少？,动能定理,对A球：,对B球：,分别以A、B两球为