机械能守恒定律市赛

机械能守恒定律翻滚过山车

如图是迪斯尼乐园的过山车情景，请问：“一辆滑车在下滑过程中，既然没有什么动力，为什么每次总能如此准确的完成一连串有惊无险的动作呢？”观察与思考1、动能是，势能是。2、重力做功与重力势能的改变的关系？3、弹力做功与弹性势能的改变的关系？4、动能定理的内容是什么？Vh一、机械能：物体所具有的动能和势能统称为机械能。E=EEP=mv2+mgh

12小球在斜坡上滚下的过程中，动能与势能各发生怎样的变化？问题：1、你还能举出生活中动能和势能之间相互转化的例子吗？2、动能和势能之间的转化是通过什么来实现的呢？动能和势能之间可以相互转化（一）动能和势能之间可以相互转化（二）动能和势能之间可以相互转化（三）动能和势能之间可以相互转化（四）自由落下的小球VV=0h动能最大势能最小动能最小势能最大重力势能转化为动能问题：动能和势能之间的相互转化遵循什么规律呢？二、机械能守恒的理论推导（以自由落体为例）设小球下落时先后经历了A、B两点。因为只有重力做功，根据动能定理有:V0=0h1h2V1V2AB又根据重力做功与重力势能的变化关系有：（选地面为参考面）由（1）、（2）两式得：注意：发生了哪些能之间的转化判断下列各运动机械能是否守恒，并简说各情景中的力做功与能的转化VAV1不计空气阻力和摩擦阻力V在粗糙的水平路面匀速行驶根据以上事实，如何描述机械能守恒？若光滑若不光滑木块的机械能木块与弹簧的机械能机械能守恒定律：在只有重力（或弹力）做功的情形下，物体的动能和重力（弹性）势能发生相互转化，而总的机械能保持不变。条件：只有重力和弹力做功。能的转化现象：只有动能与势能之间的转化，没有机械能与其他能之间的转化能量的值：机械能的总量保持不变，即动能与势能之和等于一个常量※表达式：任意状态下，动能和势能总和相等势能的减少量等于动能的增加量讨论交流：1、“只有重力做功”与“只受重力作用”有区别吗？2、“机械能守恒”与“机械能总量不变”有区别吗？说一说下列实例中哪些情况机械能是守恒的用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。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）光滑水平面上运动的小球，把弹簧压缩后又被弹回来。v下列几种情况中，机械能一定守恒的是：A做匀速直线（F合=0）运动的物体B水平抛出的物体（不计空气阻力）C固定光滑曲面上运动的物体，如图所示的加速度竖直向上做匀减速运动随堂练习多项点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关BC下列关于物体机械能守恒的说法中，正确的是：A做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B合外力对物体不做功，物体的机械能一定守恒C物体只发生动能与势能的相互转化时，物体的机械能守恒D运动的物体，若受合外力为零，则其机械能一定守恒E做匀变速运动的物体的机械能不可能守恒1考查守恒条件理解单项点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关C3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D1、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［例4］如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动。在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是解析：机械能守恒的条件是：物体只受重力或弹力的作用，或者还受其它力作用，但其它力不做功，那么在动能和势能的相互转化过程中，物体的机械能守恒。依照此条件分析，ABD三项均错。答案：C应用：课本例题小结：应用机械能守恒定律的解题步骤1确定研究对象2对研究对象进行正确的受力分析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视解题方便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。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A点时的速度；2物体离开C点后还能上升多高．如图5．8—3所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，则小球落到地面前瞬间的机械能为………

HhH—h课本例题把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆，摆长为l，最大偏角为θ。小球运动到最低位置时的速度是多大？OBAθlGFT小结

应用机械能守恒定律解题，只需考虑过程的初、末状态，不必考虑两个状态间过程的细节，这是它的优点。长为L的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其长度的1/4垂在桌边，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大？解析：链条下滑时，因桌面光滑，没有摩擦力做功。整根链条总的机械能守恒，可用机械能守恒定律求解。设整根链条质量为m，则单位长度质量（质量线密度）为m／L设桌面重力势能为零，由机械能守恒定律得

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后的速度是多少如图所示，以速度v0＝12m/s沿光滑地面滑行的光滑小球，上升到顶部水平的跳板上后由跳板飞出，当跳板高度h多大时，小球飞行的水平距离ｓ最大这个距离是多少g=10m/s2h=S=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（此时弹簧保持原长）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。oAAD球和弹簧组成的系统机械能守恒如图所示，光滑半圆（半径为R上有两个小球，质量分别为m和M，（M﹥m）由细线挂着，今由静止开始释放，求（1）小球m至最高C点时的速度。（2）该过程中绳的张力对m物体做的功。（1）从开始→最高点，系统机械能守恒（2）从开始→最高点，对m应用动能定理一个小滑块从光滑半圆形轨道上端由静止开始下滑，当滑到轨道最低点时，对于滑块动能的大小和对轨道的压力，下列说法正确的是

A、轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道压力越大。B、轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道压力越小。C、轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道压力与半径无

关。D、轨道半径变化时，滑块的动能与对轨道的压力都不

变。A→B，机械能守恒在B点：C如果在表演“水流星”节目时,拴杯子的绳子长为l，其最大承受力是杯子和杯内水的重量的8倍,要使绳子不断裂,节目表演成功,杯子通过最高点时速度的取值范围为多少如图所示,光滑圆管轨道ABC