机械能守恒定律课件

1、8 机械能守恒定律湖北宜城三中 李兵教学目标：1 通过实例认识并理解能量可以相互转化。2 理解机械能守恒定律的条件。3 理解机械能守恒定律的内容，并能处理简单的问题。一 复习及预习1 重力做功及重力势能的变化2 弹力做功及弹性势能的变化3 合力做功及动能的变化能的减少）（重力做功等于重力势功能关系：（需选择参考面）重力势能：P2P1GPE-EWmghE能的减少）（弹力做功等于弹性势功能关系：弹性势能：弹P2P12PE-EWkx21E于动能的增加）（合外力对物体做功等功能关系：动能：K1K22KE-EWmv21E二 动能和势能相互转化实例 1 自由落体运动 2 弹簧振子 3 牛顿摆大家举例，生活

2、中有哪些是动能和势能可以相互转化的？三 机械能守恒定律1 机械能 动能和势能统称为机械能。具体包括动能，重力势能和弹性势能。2 机械能守恒定律（1）推导（以自由落体运动为例） 物体从A下落到B，到地面的高度分别是和 ，速度分别是 和 ，则它们间有什么关系？AhBhAvBvBhAhAvBv2BB2AABA2A2BBAG2A2BGmv21mghmv21mghmgh-mghmv21-mv21mgh-mghWmv21-mv21WWBA变形得到：由以上两表达式得：关系得：由重力做功和重力势能功，动能定理：则合力做功就是重力做点，只受重力作用到解：从结论1A点机械能=B点机械能或初位置机械能等于末位置机械

3、能，即机械能守恒。2BB2AAmv21mghmv21mgh 1A点重力势能A点动能B点重力势能B点动能A点机械能B点机械能Tips：要计算重力势能，需要选参考平面。结论2说明：运动中，物体重力势能的减少等于动能的增 加。能量在重力势能和动能间转化，即在机械能内部转化，没有能量转出和转进，机械能守恒。2A2BBAmv21-mv21mgh-mgh 2A点重力势能B点重力势能A点动能B点动能重力势能的减少动能的增加Tips ：用这个等式可以不设参考平面。（2）内容：物体在运动过程中，如只有重力（或弹力）做功，动能和势能相互转化，则物体机械能保持不变。（3）公式2BB2AAmv21mghmv21mgh

4、 12A2BBAmv21-mv21mgh-mgh 2（4）条件 只有重力（或弹力）做功2BB2AAmv21mghmv21mgh 12A2BBAmv21-mv21mgh-mgh 2只有重力（或弹力）做功的理解可以分为以下情况：（1）物体只受重力（或弹力） ；（2）物体除重力（或弹力）外还受其他力，但只有重力（或弹力）做功；（3）物体除重力（或弹力）做功外，其他力也做功，但其他力做功总和为零。3 机械能守恒的判断方法（1）条件：只有重力（或弹力）做功。 三种情况（2）能量转移：只有重力势能（或弹性势能）和动能发生相互转化，不涉及其他能量。（3）特例 一般绳突然绷紧，非弹性碰撞和爆炸，除非特别说明，

5、机械能不守恒。例1 以下机械能守恒的是：1 自由落体运动2 平抛运动3 雨滴在空中匀速下落4 物体沿光滑斜面上滑或者下滑。5 物体沿斜面加速上滑。6 跳伞运动员匀速下落解析：其中1，2，4只受弹力，机械能守恒；3和6匀速说明除重力外有向上的力做功，5加速上滑说明有向上的拉力做功，所以3，5，6机械能不守恒。例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机械能可能守恒C 合外力对物体做功为零时机械能一定守恒D 只有重力做功时机械能一定守恒E 当物体除受重力外还有其他力，但其他力要么不做功，要么做功的代数和为零，则物体机械能一定守恒F

6、 物体所受合外力不等于零，它的机械能可能守恒 机械能守恒的条件是：只有重力（或弹力）做功，所以答案是 BDEF4 用机械能守恒定律解题步骤（1）选取研究对象系统或物体（2）根据研究对象所经历的物理过程进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒（3）恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初末状态时的机械能（4）根据机械能守恒定律列方程，进行求解例3 如图单摆中，绳长l，小球质量m，刚开始绳与竖直方向成角，小球由静止释放，在最低点小球的速度有多大？解：对小球受力分析：）（解得）（即机械能守恒得：重力势能末位置动能）（重力势能度初位置到参考平面的高初位置动能设最低点为参考平面。机械能守恒。只有重力做功

7、，故小球力不做功，分析得知绳对小球的拉cos-12glvmv21lcos- lmgEEEE0Emv21Elcos- lmgmghElcos- lh0mv21E2P2K2P1K1P22K2P120K1例4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R=0.4m，一小球停放在光滑水平轨道上，现给小球一个v0=5m/s的初速度，求：小球从C点抛出时的速度（g取10m/s2）. 解ABRV03m/svmv212mgRmv21EEEE2R*mgmghEmv21E0Emv21E220PKP1K1P2KP020K1带入数据得即机械能守恒得：重力势能末位置动能重力势能初位置动能所在平面为参考平面。机械能守恒。设初位置，力做功，支持力不做功小球运动过程中只有重变式训练： 如图使一小球沿半径为R的圆形轨道从最低点B上升，那么需给它最小速度为多大时，才能使它达到轨道的最高点A？解：5gRvmgR212R*mgmv21EEEEmgR21mv21ERvmmg2R*mgmghE0Emv21E020PKP0K02K2PP020K0解得即机械能守恒：动能所以向心力最高点条件：重力提供末位置重力势能重力势能初位置动能所在平面为参考平面。机械能守恒，设最低点持力不做功，故全程只有重力做功，支板书：8机械能守恒定律一 动能和势能相