第七章机械能守恒定律

湖南省地质中学（高二物理）第七章机械能守恒定律授课老师：王真真名词解释机械能：动能与势能的总和。相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能（potentialenergy）。物体由于运动而具有的能量叫做动能（ineticenergy）。机械能守恒定律：2、表达式：EA=EB在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与重力势能可以互相转化，而总的机械能保持不变．理解：1、条件：只有重力或弹力做功判断方法1、从做功角度来判断只有系统内的重力或弹簧的弹力做功，其他力都不做功或做功代数和为零。2、从能量转化角度来判断只有系统内的动能和势能的相互转化，而无其他形式能量之间的转化（如内能等）例12016年湖南省学业水平考试真题如图，将物体从固定的光滑斜面上静止释放，物体沿斜面下滑的过程中，下列说法正确的是A．物体所受的合力为零B．斜面对物体的支持力对物体做正功C．物体的动能不变D．物体的机械能守恒【答案】D【解析】物体下滑过程中受重力和垂直斜面的支持力，两力合力不为零。支持力与斜面垂直不做功，物体只有重力做功，机械能守恒，下滑过程速度增加，动能变大。小练习：关于对物体的机械能是否守恒的判断，下列运动过程机械能守恒的是（）A一个做平抛运动的铁球B被起重机拉着向上做匀速运动的货物C沿粗糙的斜面向下做匀速运动的木块D在空中向上做加速运动的氢气球A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）或机械能的变化情况4、选择合适的表达式列式求解【例2】2019年湖南省学业水平考试真题把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，如图所示，小球从A处由静止释放，恰好能摆到与A等高的以C处，B为小球运动最低的位置，取小球在B点重力势能为0，已知小球质量m＝01g，B点到A、C连线的高度差h＝02m，重力加速度g＝10m/s2，不计空气阻力，求：1小球在C处的机械能E；2小球在B处的速度v；3A到B的过程中小球重力做的功。【答案】102J22m/s302J【解析】1由Egh可知，E＝01×10×02J＝02J。2小球从A到B，线的拉力与运动方向垂直不做功，只有重力做功，故机械能守恒，mgh＝1/2mv2，v＝＝m/s＝2m/s。3由W＝mgh可知，W＝01×10×02J＝02J。小练习：如图所示，质量m＝70g的运动员以10m/s的速度，从高h＝10m的滑雪场A点沿斜坡自由滑下，一切阻力可忽略不计，以地面为零势能面。求：1运动员在A点时的机械能；2运动员到达最低点B时的速度大小；3若运动员继续沿斜坡向上运动，他能到达的最大高度。g＝10m/s2小练习：如图所示，质量m=的皮球视为质点，从A点被抛出后沿曲线ABC运动，A、C在同一水平地面上，最高点B距地面的高度h=20m，皮球在B点时的速度v=30m/s，重力加速度g=10m/s2，取皮球在地面的重力势能为0。不计空气阻力，求：1皮球由B运动到C的过程中重力对皮球所做的功W；2皮球在B点的机械能E；3皮球在A点被踢出时速度V0的大小。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hvmgh

=mv

212用打点计时器验证机械能守恒定律实验器材实验器材：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。夹子打点计时器纸带重物？铁架台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。实验步骤2、用手提着纸带使重物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。3．数据处理如图所示，测定第n点的瞬时速度的方法是：测出与n点相邻的前、后两段相等时间T内下落的距离sn和sn＋1，由公式或由算出，需要验证mghn与1/2mvn2是否相等。4．实验结论：由于有空气阻力等的存在，重锤下落重力势能的减少量mghn 动能的增加量1/2mvn2，。4.略大于在误差范围内，机械能是守恒的1实验控制条件，即应满足机械能守恒的条件，这就要求尽量减小各种阻力的影响，采取的措施有：①安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线严格竖直，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。特别关注3一、题型导向【例】2019年湖南省学业水平考试真题某同学用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验，下列做法正确的是A．应先释放纸带，再接通电源B．必须测量重物的质量C．电磁打点计时器使用的是直流电源D．实验时，因为存在阻力，所以重物减少的重力能略大于动能增加量【答案】D【解析】由于重物下落的加速度大，应先释放纸带，再接通电源，可能纸带落地，还没有开始打点，或虽然打了部分点，初速度不为零，造成误差较大，A错误；由mgh＝1/2mv2，故只需验证gh＝1/2v2，故与质量无关，B错误；打点计时器应该使用低压交流电源，C错误；由于存在阻力，重物减少的重力势能转化为重物的动能和内能，D正确。某同学用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验，下列说法正确的是A．必须用秒表测量重物下落的时间B．可以不测量重物的质量C．电火花计时器使用的是直流电源D．应先释放纸带，再接通电源[答案]B[解析]电火花计时器是一种计时仪器，使用的是22