高一物理必修二机械能守恒定律

1、.,1,机械能守恒定律,.,2,2、动能定理的内容是什么？,3、重力做功与重力势能的关系是什么？,1、本章学了哪几种能，如何定义，大小如 何计算？,知识回顾,4、弹簧弹力做功与弹力势能的关系是什么？,.,3,重力势能,弹性势能,势能,动能,机械能,物体的动能和势能（含弹性势能）之和称为物体的机械能,.,4,重力势能,动能,动能和势能相互转化（一）,.,5,弹性势能,动能和重力势能,动能和势能相互转化（二）,.,6,小球摆动实验,试分析： 1、小球受哪些力的作用？ 2、哪些力对小球做功？ 3、能量如何转化？,.,7,质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1的A点时速度为v1，下落至高度h2的B

2、点处速度为v2，不计空气阻力，取地面为参考平面，试写出物体在A点时的机械能和B点时的机械能，并找到这两个机械能之间的数量关系。,根据动能定理，有,重力做功与重力势能的关系可知：,由以上两式相等并移项可以得到：,A点,B点,.,8,机械能守恒定律,内容:,.,9,理论探究：如果除重力做功外，其他力做功之和不为零的情况下,由重力做功与重力势能关系, AB动能定理,.,10,1、机械能守恒的条件是什么？,讨论,只有重力做功和系统内弹簧弹力做功。,系统内只发生动能和势能的相互转化，无其它形式能量之间的相互转化。,.,11,机械能守恒条件讨论,1、所谓只有重力做功与物体只受重力有什么不同？,答：只有重力

3、做功包括： a.只受重力，不受其他力 b.除重力以外还有其它力，但其它力都不做功。 c.除重力以外还有其它力，其它力虽然做功,但做功代数和为零。,例. 在下面各实例中，哪些过程机械能是守恒的，哪些是不守恒的？为什么？,（1）跳伞运动员在空中张开降落伞后匀速下落。,（2）抛出的铅球在空中运动,（3）拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升,.,12,2、判 断 方 法,1、对单一物体： 只有重力做功 有其余力做功，但其余力做功的代数和为零,2、对某一系统： 只有动能和势能的转化，系统跟外界没有机械能的传递，也没有转化成其它形式的能,.,13,一个人把重物加速上举到某一高度，下列说法正确的是 A、物体所受

4、的合外力对它做的功等于物体机械能的增量。 B、物体所受合外力做的功等于它动能的增量。 C、人对物体做的功和重力对物体做的功的代数合等于物体机械能的增量。 D、克服重力做的功等于物体重力势能的增量。,BD,课堂练习,.,14,课堂练习,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,.,15,质量为m的物体由静止开始以的 加速度竖直下降h，下列说法中正

5、确的是（ ） A、物体的动能增加了 B、物体的机械能减少了 C、物体克服阻力做功 D、物体的重力势能减少了,课堂练习,C,.,16,2、机械能守恒定律的表达式,讨 论,（需要确定参考平面）,（对系统而言）,.,17,【例】,把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（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？,解,选择小球在最低位置时所在的水平面为参考平面。,小球在最低点O时为末状态： 末状态的动能： Ek2=1/2mv2 重力势能： Ep2=0 末状态的机械能为： Ek2+Ep2=1/2mv2,根据机械能守恒定律有 ： Ek2+Ep2=Ek1+Ep1,即 1/2mv

6、2= mgl ( 1- cos),所以 v =,小球在最高点A时为初状态： 初状态的动能： Ek1=0 初状态的重力势能： Ep1=mg(l-lcos） 初状态的机械能： Ek1+Ep1=mg(l-lcos),.,18,应用机械能解题的一般步骤,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）或机械能的变化情况 4、选择合适的表达式列式求解,.,19,课堂练习,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3 ，求： (1)物体在

7、A点时的速度v0； (2)物体离开C点后还能上升多高h,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,.,20,实验：验证机械能守恒定律,.,21,一、实验原理,在自由落体运动中，若物体下落高度h 时的速度为v ,则由机械能守恒定律可知：,.,22,二、实验器材,实验器材：打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台（带铁夹）、学生电源等。,打点计时器,纸带,重物,铁架台,.,23,4、选择合适的纸带，处理数据。,3、更换纸带，重复几次。,1、 将打点计时器固定在铁架台上，把纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔。,三、实验步骤,2、用手提着纸带使重物

8、停靠在打点计时器附近。然后先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落。,.,24,问题1,本实验要不要测量物体的质量？,无需测量物体的质量,如果实验要求计算势能和动能的具体数据，那就必须要知道物体的质量。,.,25,问题2,纸带上的第一个点为计时起点0 （起始点的速度应该为零，即打点计时器在纸带上打下第一个点时纸带刚开始下落）。,起始点,对于实际获得的纸带，如何判定纸带上的第一个点就是纸带刚开始下落时打下的呢？,纸带上的头两个点间的距离应接近2mm。,.,26,思考,可以回避起始点吗（即处理纸带时可以不用到起始点吗）?,我们可以选取A、B两点，比较它们的机械能EA和EB。若以点B为0 势能点，则有

9、： EKAmghEKB,.,27,问题3,如何测量物体的瞬时速度?,做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度。,.,28,思考,速度能不能用 v = gt 计算？,这种方法认为加速度为g ，由于各种摩擦阻力不可避免，所以实际加速度必将小于g，这样将得到机械能增加的结论，有阻力作用机械能应该是减少的，故这种方法也不能用。,.,29,注意事项,1、安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。,2、应选用质量和密度较大的重物，增大重力可可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小。,3、选用纸带时应尽量挑选第一、二点间距接近2mm的点迹清

10、晰且各点呈一条直线的纸带。,.,30,数据记录,可不可以用图象处理数据?,.,31,图象法处理数据,该图象的斜率表示什么？,为什么图象通过原点？,.,32,1、在验证机械能守恒定律的实验中： （1）除打点计时器、电源、重锤、纸带以外，在下面的测量仪器中，必需使用的是_。 A、天平 B、弹簧秤 C、刻度尺 D、秒表,C,（2）如果以 为纵轴，以h为横轴，由实验数据描出的图线是一条通过原点的直线，那么该直线的斜率等于_,当地的重力加速度,.,33,2、某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图4所示，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重锤质量为1kg。 打点计时器打出B点时，重锤下落的速度 vB= m/s，重锤的动能改变量Ek= J。（保留三位