高中物理 第四章 机械能守恒定律

4.5

机械能守恒定律·绵竹中学2013年5月L1O4G日O·知识回顾·

机械能·动能与势能相互转化关系的研究·

机械能守恒定律·

机械能守恒定律的应用思路一、二、三、四、·五、主要内容机械能守恒定律知识回顾动能物体由于运动而具有的能量：重力势能物体在一定高度所具有的能量：Ep=mgh弹性势能发生弹性形变的各物体各部之间由于有弹力的相互作用而具有的能量知识回顾重力做功与重力势能变化的关系动能定理合力所做的总功等于物体动能的变化：重力做的功等于物体重力势能的减少量：WG

=

－△EP

=EP1

-

EP2弹力做功与弹性势能变化的关系重力做的功等于物体弹性势能的减少量：WT

=

－△EP

=EP1

-

EP2一、机械能·概念：动能、重力势能和弹性势能的统称。总机械能为动能和势能之和。·表达式：E=Ek

+Ep·机械能是标量，具有相对性：先选取参考平面和参考系才能确定机械能（一般选地面）·机械能中的势能具有系统性：是物体和地球(或物体和弹簧)所共有的二、动能和势能的转化观察思考设问;在动能和势能的转化中是否存在某种定量关系呢?二、动能和势能的转化规律实验探究结论:一定条件下，系统的机械能在系统内的动能和势能的转化过程中保持守恒.二、动能与势能相互转化规律1.动能与重力势能的相互转化实验分析小球由A→B：重力做正功，重力势 能转化为动能。小球由B→C：重力做负功，动能转化为重力势能。·ABC结论：在重力做功的情况下，动能与重力势能可以发生相互转化小钢球二、动能与势能相互转化规律FvG小钢球f思考：小球由左摆到右时，能否达到相同的高度？2.动能与重力势能相互转化关系的研究二、动能与势能相互转化规律G小钢球Tf、小球受力分析、做功与做功效果分析实现机械能的转化消耗动能拉力T:不做功重力G:做功阻力f：做功二、动能与势能相互规律如果只有重力做功意味着没有消耗则会有:

E总=恒量(3)、猜想(1)建立情景：在只有重力做功的情况下，如自由落体运动或抛体运动或沿光滑曲面下滑．理论探究OBv1v2

Ah1h1二、动能与势能相互转化规律重力做功与

重力势能关系:WG＝-

ΔEP=

mgh1

-

mgh2由此得:-

=

mgh1

-

mgh2即:动能定理：W总=WG=ΔEk=EK2-EK1重力做功：WG=

-ΔEk=EP1-EP2E2=E1结论：在只有重力做功的物体系统内，动能与重力势能可以发生相互转化，而总的机械能保持不变。二、动能与势能相互转化规律二、动能与势能相互转化规律那么，弹性势能的情况呢？同样可以证明：在只有弹簧弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以发生相互转化，而总的机械能保持不变。v二、动能与势能相互转化规律总结：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以发生相互转化，而总的机械能保持不变。若有系统外的其

它力做功，且代

数和不为零则有：W其它=ΔE=E2-E1三、机械能守恒定律·

机械能守恒定律在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以发生相互转化，而总的机械能保持不变。1、内容：三、机械能守恒定律·

机械能守恒定律守恒观点:

E2

=

E1即

EK2+EP2=

EK1+EP1转化观点:△EK

=-△EP转移观点:△EA

=-△EB2、表达式：三、机械能守恒定律·

机械能守恒定律B、从能量转化角度分析只有系统内动能和势能相互转化，无其它形式能量之间（如内能）转化。3、适用条件：只有系统内重力或弹力做功A、从做功角度分析只有重力或系统内弹簧弹力做功，其它力不做功（或其它力所做功之和为零）。四、机械能守恒定律应用思路选对象定初末列方程选取研究对象——物体或者系统。判守恒根据对象所经历过程进行受力、做功分析判断机械能是否守恒。恰当地选取参考平面，确定研究对象在初、末态时的机械能。问题根据机械能守恒解

定律列方程，进决！

行求解。•如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是·

A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒

B．乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒．

C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B机械能守恒

D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒·解析：甲图中重力和弹力做功，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒，但物体A机械能不守恒，A错．乙图中物体B除受重力外，还受弹力，弹力对

B做负功，机械能不守恒，但从能量特点看A、B

组成的系统机械能守恒，B错．丙图中绳子张力对

A做负功，对B做正功，代数和为零，A、B机械能守恒，C对．丁图中动能不变，势能不变，机械能守恒，D对．·答案：CD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点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关【变式训练】下列说法中，正确的是(

C

)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·如图所示，在水平桌面上的A点，一个质量为m的物体以初速度v0被抛出，不计空气阻力，求它到达B点时速度的大小．·

【题后总结】解法三的表达式研究的是变化量，无需选择参考平面，这给问题的分析和方程的建立带来了很大方便，但在具体问题中，一定要弄清楚是增加量还是减少量．点拔:W其它=ΔE=E2-E1应用机械能守恒定律解题的优点应用机械能守恒定律解决问题，只需考虑运动的始末状态，不必考虑