机械能守恒定律课件-高一下学期物理人教版

第4节机械能守恒定律第八章

机械能守恒定律一、追寻守恒量ABhh'1.伽利略斜面小球的实验现象：让静止小球沿斜面

A滚下，在空气阻力和摩擦力很小时，无论斜面B

陡一些或缓一些，小球总能到达斜面

B上与释放点基本等高的位置。2.假设推理：如果斜面光滑且没有空气阻力，小球能够到达斜面B上与释放点等高的位置，即h=h'。试证明：h=h'.实验表明：斜面上的小球在运动过程中好像“记得”自己起始的高度(或与高度相关的某个量).

后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”，并且把这个量叫做能量。伽利略理想斜面实验中，与高度相关的能量称为重力势能，与速度大小相关的能量称为动能。一、追寻守恒量ABhh'射箭运动跳水运动在以下体育比赛中，哪些能量之间发生了转化撑杆跳二、动能与势能的相互转化重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式，统称为机械能。通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式。新课讲授

我们讨论物体沿光滑曲面滑下的情形。这种情形下，物体受到重力和曲面支持力的作用，因为支持力方向与运动方向垂直，支持力不做功，只有重力做功。情景1二、动能与势能的相互转化光滑曲面1.推导动能定理：功能关系：联立变形：【结论】只有重力做功的系统内，动能与重力势能互相转化时总的机械能保持不变。三、动能与势能相互转化x原长

B

A光滑平面2.推导动能定理：功能关系：联立变形：【结论】只有弹力做功的系统内，动能与重力势能互相转化时总的机械能保持不变.情景2一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的液体中由静止开始下落。它们都由高度为h1的地方下落到高度为h2的地方。在这两种情况下，重力做的功相等吗重力势能的变化相等吗动能的变化相等吗重力势能各转化成什么形式的能

情景33.总结归纳动能定理：功能关系：W非=0四、机械能守恒定律在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。1.内容：2.机械能守恒的条件：只有重力或系统内的弹力做功，其他力不做功或做功的代数和为0机械能守恒判断1.抛体模型(不计空气阻力)竖直上抛竖直下抛斜上抛平抛斜下抛(1)小球抛出后机械能是否守恒如图，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆到最低点的过程中：2.含轻弹簧模型(1)重物与弹簧组成的系统机械能守恒吗(2)重物的机械能守恒吗判断机械能是否守恒的方法2.用做功来判断：分析系统受力，只有重力或者弹力做功，没有其它力做功或者其它力做功代数和为零，则系统机械能守恒.3.用能量转化来判定：系统只有动能和势能的相互转化，没有机械能与其它形式的能的转化，则系统机械能守恒.1.确定研究对象(单个物体或多物体组成的系统)和要研究的过程.机械能守恒判断3.板块模型(1)若A固定在水平面上，且不计一切摩擦.B机械能守恒吗(2)若A未固定在水平面上，且不计一切摩擦.A、B组成的系统机械能守恒吗B机械能守恒吗机械能守恒判断4.连接体模型

斜面体固定在水平面上，且不计一切摩擦。A、B组成的系统机械能守恒吗1.如图，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是()A.图甲中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒B.图乙中，A置于光滑水平面上，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒C.图丙中，不计任何阻力和滑轮质量时A加速下落、B加速上升过程中，A、B系统机械能守恒D.图丁中，系在橡皮条一端的小球向下摆动时，小球的机械能守恒1、在下列的物理过程中，机械能守恒的有()A．一小球在粘滞性较大的液体中匀速下落B．用细线拴着一个小球竖直平面内做圆周运动C．物体在光滑斜面上自由下滑D．拉着一个物体沿着光滑斜面匀速上升

BC关于机械能守恒，下列说法正确的是()A．人乘电梯减速上升的过程，机械能一定守恒B．物体必须在只受重力作用的情况下，机械能才守恒C．物体做平抛运动时，机械能一定守恒D．合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒机械能守恒定律的不同表达式项目表达式物理意义说明守恒观点Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或

E初＝E末初状态的机械能等于末状态的机械能必须先选零势能面转化观点ΔEk增＝ΔEp减或ΔEk减＝ΔEp增过程中动能的增加量等于势能的减少量不必选零势能面转移观点ΔEA增＝ΔEB减系统只有A、B两物体时，A增加的机械能等于B减少的机械能2.如图，桌面离地高为

h，质量为

m的小球从离桌面高

H处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球落地前瞬间的机械能为()A．mgh

B．mgH

C．mg(h+H)

D．mg(H-h)

B

【例题】把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆(如图)，摆长为l，最大偏角为θ。如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度大小是多少【解析】系统只有重力做功，机械能守恒。θEp=0在最高点:Ek1＝0，重力势能：Ep1＝mg(l－lcosθ)在最低点:Ep2＝0，动能：由机械能守恒，有：Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1l如图，质量m=50kg的跳水运动员从距水面高h=10m的跳台上以v0=5m/s的速度斜向上起跳，最终落入水中，若忽略运动员的身高，取g=10m/s2，不计空气阻力.求：(1)运动员在跳台上时具有的重力势能(以水面为零势能面)；(2)运动员起跳时的动能；(3)运动员入水时的速度大小；入水时的速度大小与起跳时的方向有关吗答案(1)5000J(2)625J(3)15m/s3.一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，B球质量是A球质量的3倍.用手托住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地高度是h，A球静止于地面，如图.现由静止释放B球，当B球刚落地时，求A球的速度大小(定滑轮的质量及滑轮与轴间的摩擦、空气阻力均不计，重力加速度为g).答案：v=2m/s2.如图，在高1.5m的光滑平台上有一个质量为2kg的小球被细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧。当烧断细线时