物理：机械能守恒定律课件(新人教版必修2)

1、机械能守恒定律,复习回顾,本章学习的几种能量形式,动能 EK=1/2 mv2,势能,重力势能 EP=mgh,弹性势能 EP=1/2 kl2,机械能 E=EK+EP,思考：动能和势能存在何种关系？,生活中的例子,伊辛巴耶娃撑高跳,黄果树瀑布,物体只受重力作用 例1：做自由落体运动的小球,1、根据动能定理,2、根据重力做功,3、联立二式得： 或可写为：,一、动能和势能的转化,思考：两个式子的含义？,动能增加 EK,重力势能减少 EP,初态机械能 E1,末态机械能 E2,物体只受重力作用，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。,一、动能和势能的转化,物体不只受重力作用，但只有重力做功，其

2、他力不做功 例2：小球沿光滑曲面下滑,mg,FN,h1,h2,分析：下滑过程中支持力做功？ 重力势能变化？ 动能变化？,0,一、动能和势能的转化,零势面,mg,FT,分析：绳子拉力做功？,零势面,h,0,物体不只受重力作用，但只有重力做功，其他力不做功 例3：钢球在竖直面摆动（忽略空气阻力）,一、动能和势能的转化,只有重力做功时，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。,h,一、动能和势能的转化,讨论,有其他力做功时，机械能会守恒吗？,一、动能和势能的转化,思考：若钢球换成轻质球，会发生什么情况？,球越摆越低,W总=WG+Wf,EK2-EK1,EP1-EP2,EK2+EP2=EK1+

3、EP1+Wf,E2=E1+Wf （Wf0）,机械能 不守恒,一、动能和势能的转化,势能包含 重力势能 和 弹性势能,只有重力做功 机械能守恒,只有弹力做功 机械能守恒？,一、动能和势能的转化,根据动能定理： WF= EK2-EK1 根据弹力做功： WF= EP1-EP2 联立式： EP1+EK1=EP2+EK2,FN,mg,FT,E1 = E2 机械能守恒,二、机械能守恒定律,在只有重力做功或弹力做功的物体系统内，系统只发生动能与势能的相互转化，而总的机械能保持不变。,1、内容,二、机械能守恒定律,2、机械能守恒条件,只有重力做功或弹簧弹力做功,理解： 物体只受重力或弹簧弹力，不受其他力。 物

4、体受到重力和弹簧弹 力，还受到其他力，但其 他力不做功，或其他力做 的总功为零。,除重力和弹力之外其它力做的功的和为零,说一说,下列实例中哪些情况机械能是守恒的,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）。,如图为翻滚过山车示意图，圆轨道的半径为10m，为了安全，则过山车由静止开始向下运动时离地高度h至少为多少？（不考虑空气阻力和摩擦阻力）,如果考虑阻力的影响，则高度还是20m吗？,练一练,二、机械能守恒定律,G,G,v0,G,只受重力,只受弹簧弹力,受重力和 弹簧弹力,机械能守恒定律:,1. 在只有重力和弹簧的弹力做功的情况下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的

5、总量保持不变.,2. 对机械能守恒定律的理解：,（1）系统在初状态的总机械能等于末状态的总机械能.,即 E1 = E2 或 1/2mv12 + mgh1= 1/2mv22 + mgh2,（2）物体（或系统）减少的势能等于物 体（或系统） 增加的动能，反之亦然。,即 -EP = EK,（3）若系统内只有A、B两个物体，则A减少的机械能 EA等于B增加的机械能E B,即 -EA = EB,例1. 一个物体在平衡力的作用下运动,则在该物体的运动过程中, 物体的 ( ) A. 机械能一定保持不变 B. 动能一定保持不变 C. 动能保持不变, 而重力势能可能变化 D. 若重力势能发生了变化, 则机械能一

6、定发生变化,B C D,机械能守恒的条件,例2. 下列几个物理过程中,机械能一定守恒的是(不计空气阻力) ( ) A.物体沿光滑曲面自由下滑的过程 B.气球匀速上升的过程 C.铁球在水中下下沉的过程 D.在拉力作用下,物体沿斜面匀速上滑的过程 E.物体沿斜面加速下滑的过程 F.将物体竖直向上抛出,物体减速上升的过程,A F,机械能守恒的条件,例3、 以下说法正确的是（ ） （A）一个物体所受的合外力为零，它的机械能一 定守恒 （B）一个物体做匀速运动，它的机械能一定守恒 （C）一个物体所受的合外力不为零，它的机械能 可能守恒 （D）一个物体所受合外力的功为零，它一定保持 静止或匀速直线运动,C

7、,机械能守恒的条件,例4、如下图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧 上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量 的叙述中正确的是（ ） （A）重力势能和动能之和总保持不变 （B）重力势能和弹性势能之和总保持不变 （C）动能和弹性势能之和总保持不变 （D）重力势能、弹性势能和动能之和总 保持不变,D,机械能守恒的条件,例5.长为L质量分布均匀的绳子，对称地悬挂在轻小的定滑轮上，如图所示.轻轻地推动一下，让绳子滑下，那么当绳子离开滑轮的瞬间，绳子的速度为 .,解：由机械能守恒定律，取小滑轮处为零势能面.,机械能守恒的应用单个物体,如图所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾=30，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮。一柔软的细线跨过定轮，两端分别与物块A和B连结，A的质量为4m，B的质量为m，开始时将B按在地面上不动，然后放开手，让A沿斜面下滑而B上升。物块A与斜面间无摩擦。设当A沿斜面下滑S 距离后，细线突然断了。求物块B上升离地的最大高度H.,99年