高一物理机械能守恒及功能关系课件.ppt

机械能守恒及功能关系,机械能,势能,动能,重力势能,弹性势能,功能关系,功是能量转化的量度。,动能定理反应了功能关系。,一、重力势能：物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能EP=mgh,重力势能的变化与重力做功的关系,a.重力所做的功只跟物体的重力及始末位置的高度差有关，与物体移动的路径无关.,b.重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功-EP=WG,c.克服重力做功时，重力势能增加，增加的重力势能等于克服重力所做的功EP=-WG,3.重力势能的相对性和重力势能变化的绝对性,重力势能的大小取决于参考平面的选择，,重力势能的变化与参考平面的选择无关.,二.弹性势能：,1.发生弹性形变的物体具有的能叫做弹性势能.,2.弹性势能的大小跟物体形变的大小有关，EP=1/2kx2,3.弹性势能的变化与弹力做功的关系:,弹力所做的功，等于弹性势能减少.W弹=-EP,三.机械能守恒定律:,1.在只有重力和弹簧的弹力做功的情况下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变.,2.对机械能守恒定律的理解：,（1）系统在初状态的总机械能等于末状态的总机械能.,即E1=E2或1/2mv12+mgh1=1/2mv22+mgh2,（2）物体（或系统）减少的势能等于物体（或系统）增加的动能，反之亦然。,即-EP=EK,（3）若系统内只有A、B两个物体，则A减少的机械能EA等于B增加的机械能EB,即-EA=EB,3.机械能守恒定律适用于只有重力和弹簧的弹力做功的情况，应用于光滑斜面、光滑曲面、自由落体运动、上抛、下抛、平抛运动、单摆、竖直平面的圆周运动、弹簧振子等情况。,4.机械能守恒定律解题步骤：明确研究对象（系统）、受力分析检验条件、确定研究过程、确定零势能面、列出方程、求解未知量。,例1.一个物体在平衡力的作用下运动,则在该物体的运动过程中,物体的()A.机械能一定保持不变B.动能一定保持不变C.动能保持不变,而重力势能可能变化D.若重力势能发生了变化,则机械能一定发生变化,BCD,练习从同一高度以相同的初速率向不同方向抛出质量相同的几个物体，不计空气阻力，则A它们落地时的动能都相同B它们落地时重力的即时功率不一定相同C它们运动的过程中，重力的平均功率不一定相同D它们从抛出到落地的过程中，重力所做的功一定相同,ABCD,例2.下列几个物理过程中,机械能一定守恒的是(不计空气阻力)()A.物体沿光滑曲面自由下滑的过程B.气球匀速上升的过程C.铁球在水中下下沉的过程D.在拉力作用下,物体沿斜面匀速上滑的过程E.物体沿斜面加速下滑的过程F.将物体竖直向上抛出,物体减速上升的过程,AF,例3、以下说法正确的是（）（A）一个物体所受的合外力为零，它的机械能一定守恒（B）一个物体做匀速运动，它的机械能一定守恒（C）一个物体所受的合外力不为零，它的机械能可能守恒（D）一个物体所受合外力的功为零，它一定保持静止或匀速直线运动,C,例4、如下图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的是（）（A）重力势能和动能之和总保持不变（B）重力势能和弹性势能之和总保持不变（C）动能和弹性势能之和总保持不变（D）重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变,D,例5、两个物体在相互作用前后，下列说法中正确的是（）（A）只要动量守恒，则动能必定守恒（B）只要机械能守恒，动量必定守恒（C）如果动量守恒，机械能必定守恒（D）动量守恒和机械能守恒没有必然联系,D,16在光滑水平面上有两个相同的弹性小球A、B，质量都为m.现B球静止，A球向B球运动，发生正碰。已知碰撞过程中总机械能守恒，两球压缩最紧时的弹性势能为Ep，则碰前A球的速度等于（）,02年全国,解：设碰前A球的速度等于v0，两球压缩最紧时的速度为v1，,由动量守恒定律mv0=2mv1,由机械能守恒定律1/2mv02=1/22mv12+EP,C,例7.长为L质量分布均匀的绳子，对称地悬挂在轻小的定滑轮上，如图所示.轻轻地推动一下，让绳子滑下，那么当绳子离开滑轮的瞬间，绳子的速度为.,解：由机械能守恒定律，取小滑轮处为零势能面.,例8.小球A用不可伸长的轻绳悬于O点，在O点的正下方有一固定的钉子B，OB=d，初始时小球A与O同水平面无初速释放，绳长为L，为使球能绕B点做圆周运动，试求d的取值范围？,解：设BC=r，若刚能绕B点通过最高点D，必须有,mg=mvD2/r（1）,由机械能守恒定律mg(L-2r)=1/2mvD2（2）,r=2L/5,d=L-r=3L/5,d的取值范围3/5Ldh1，由此可知确实有活塞下面是真空的一段过程.,活塞移动距离从0到h1的过程中，对于水和活塞这个整体，其机械能的增量应等于除重力外其他力所做的功，因为始终无动能，所以机械能的增量也就等于重力势能增量，即,其他力有管内、外的