2019_2020学年高中物理第4章5机械能守恒定律课件教科版.pptx

1、5.机械能守恒定律,1.认识动能和势能之间的相互转化现象. 2.能够推导机械能守恒定律. 3.会判断实际问题中的机械能是否守恒. 4.能运用机械能守恒定律解决有关问题.,探究一,探究二,探究三,对机械能守恒定律“守恒条件”的理解,探究一,探究二,探究三,探究一,探究二,探究三,机械能守恒定律的应用 1.应用步骤,探究一,探究二,探究三,2.机械能守恒定律和动能定理的比较,探究一,探究二,探究三,特别提醒(1)除重力和弹力外还有其他力做功且做功不为零时,其他力做功数值等于机械能的变化量. (2)由于动能定理具有普遍适用性,所以涉及功能关系问题时还是优先考虑动能定理.,探究一,探究二,探究三,实验

2、:验证机械能守恒定律,探究一,探究二,探究三,探究一,探究二,探究三,探究一,探究二,探究三,探究一,探究二,探究三,【例1】 (多选)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置于光滑水平面上,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周运动时,小球的机械能守恒,点拨:解答此题应注意把握以下三点: (1)机械能守恒时力做功特点. (2)机械能守恒时能量转化特点. (3)机械能守恒的适用对象. 解析:题图甲中重力和弹

3、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,选项A错误;题图乙中物体B除受重力外,还受弹力,弹力对B做功,B的机械能不守恒,但A、B组成的系统机械能守恒,选项B错误;题图丙中绳子张力对A做负功,对B做正功,代数和为零,A、B机械能守恒,选项C正确;题图丁中动能不变,势能不变,机械能守恒,选项D正确. 答案:CD,题后反思系统机械能守恒的判断方法: 只有重力做功是单个物体的机械能守恒条件,对系统机械能守恒来说并不成立.对系统来说,外力的功和内力的功都可以改变系统的机械能,故判断系统机械能是否守恒时,既要看系统外力所做的功,又要看内力所做的功,总之,应看是否存在机械能与其他形式

4、能的相互转化.,【例2】 以10 m/s的速度将质量为m的物体从地面上竖直向上抛出,若忽略空气阻力,g取10 m/s2,则: (1)物体上升的最大高度是多少? (2)上升过程中在何处重力势能与动能相等? 点拨:只有重力做功,系统机械能守恒.,答案:(1)5 m(2)2.5 m,题后反思运用机械能守恒定律解决问题,只需考虑运动的初、末状态,不必考虑两个状态间的过程细节,因此一些难以用牛顿运动定律解决的问题,根据机械能守恒定律则易于解决.,【例3】 在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz,查得当地的重力加速度g=9.80 m/s2,测得所用的重物的质量为1.00

5、 kg,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示.第一个点记为O,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点,经测量知道A、B、C、D各点到O的距离分别为62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm,根据以上数据,可知重物由O点运动到C点时: (1)重力势能的减少量等于 J,动能的增加量等于 J. (保留三位有效数字) (2)根据计算的数据得到的结论是.,答案:(1)7.627.56 (2)在误差允许的范围内重物减少的重力势能等于重物增加的动能,即机械能守恒,【例4】 如图所示,在固定的倾角=30的光滑斜面上通过滑轮连接着质量mA=mB=10 kg的两个物体.开始时用手托

6、住物体A,物体A离地高h=5 m,物体B位于斜面底端,撤去手后,求: (1)物体A即将着地时的动能. (2)物体B离开斜面底端的最远距离.(g取10 m/s2),点拨:要正确解决本题,必须正确判断A、B两个物体各自的机械能及AB组成的系统机械能是否守恒.,解析:(1)A即将着地时,B在斜面上上滑的高度为hsin ,此时A、B的速度大小相等,设为v.对A、B组成的系统,只有重力做功,机械能守恒,则,答案:(1)125 J(2)7.5 m,题后反思对于多物体组成的系统,系统内的各个物体机械能不一定守恒,但系统的机械能有可能守恒,所以在应用机械能守恒定律前,一定要注意所选研究对象是否满足守恒的条件.,【例5】 如图所示,有一轻质杆可绕O点在竖直平面内自由转动,在杆的另一端和中点各固定一个质量均为m的小球A、B,杆长为l.开始时,杆静止在水平位置,求无初速释放后杆转到竖直位置时,A、B两小球的速度大小各是多少? 点拨:把A、B两小球和轻杆看成一个系统,杆对A、B两小球的弹力为系统的内力,对系统而言,只有重力做功,系统的机械能守恒.,解析:以A球在最低点的位置为零势能面, 则初状态:系统的动能为Ek1=