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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。,5.8 机械能守恒定律,第1页,机 械 能,1、定义：物体动能和势能之和称为物体,机械能。,机械能包含,动能、重力势能、弹性势能,。,2、表示式：,第2页,小钢球,试验中，小球受力情况怎样？,受重力,G,和绳拉力,F,作用,各个力做功情况怎样？,拉力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有重力对小球能做功。,这个小试验说明了什么？,小球在摆动过程中重力势能和动能在不停转化。在摆动过程中，小球总能回到原来高度。可见，重力势能和动能总和保持不变。即机械能保持不变。,演示试验,G,F,v,第3页,小球受力情况怎样？,重力,G,、支持力,F,1,、弹力,F,各个力做功情况怎样？,G,和,F,1,不做功，,F,做功,这个小试验说明了什么？,小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不停转化。小球在往复运动过程中总能回到原来位置，可见，弹性势能和动能总和应该保持不变。即机械能保持不变。,演示试验,A O B,G,F,1,F,第4页,一、动能与势能相互转化,1、动能和重力势能能够相互转化,2、动能和弹性势能能够相互转化,经过重力或弹簧弹力做功，机械能能够从一个形式转化成另一个形式。,第5页,质量为m物体自由下落过程中，经过高度h,1,A点时速度为v,1,，下落至高度h,2,B点处速度为v,2,，不计空气阻力，取地面为参考平面，试写出物体在A点时机械能和B点时机械能，并找到这两个机械能之间数量关系。,依据动能定理，有,重力做功与重力势能关系可知：,由以上两式能够得到：,h,1,v,1,v,2,m,h,2,A,B,A点,B点,即,第6页,在,只有重力做功,物体系内，动能和重力势能能够相互转化，而机械能总量保持不变。,一样能够证实：,在,只有弹簧弹力做功,物体系内，动能与势能能够相互转化，而物体机械能总量也保持不变。,由此可见：,第7页,1、机械能守恒定律：,表示式:,在只有重力或弹力做功,物体系统内，动能与势能能够相互转化，而总机械能保持不变。,内容:,或,（动能增加等于势能降低）,或,第8页,守恒和相等区分,：,1.守恒：假如某一个物理量在某个过程中一直保持不变，那么我们就说这个物理量在此过程中守恒.,2.相等：假如一个物理量在两点值一样，那么我们就说这个物理量在这两点相等.,第9页,2机械能守恒定律成立条件：,只有重力或系统内弹簧弹力做功，其它力不做功（或其它力协力所做功为零）,A、从做功角度分析,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。,只有重力或弹力做功.,第10页,【例】,把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图），,摆长为l ,最大偏角为.小球运动到最低位置时速度,是多大？,分析,拉力和速度方向总垂直，对小球不做功；所以这个过程中只有重力对小球能做功，机械能守恒。,O,l,A,B,G,F,v,第11页,【例】,把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图），,摆长为l ,最大偏角为.小球运动到最低位置时速度,是多大？,解,选择小球在最低位置时所在水平面为参考平面。,小球在最低点,O,时为,末状态,：,末状态动能：E,k2,=1/2,mv,2,重力势能：E,p2,=0,末状态机械能为：E,k2,+E,p2,=1/2,mv,2,依据机械能守恒定律有：E,k2,+E,p2,=E,k1,+E,p1,即 1/2,mv,2,=,mgl(1-cos),所以 v=,O,l,A,B,小球在最高点,A,时为,初状态,：,初状态动能：E,k1,=0,初状态,重力势能：E,p1,=,mg(l-lcos）,初状态,机械能：E,k1,+E,p1,=,mg(l-lcos),第12页,一、机械能：,物体,动能,和,势能,之和称为物体 机械能。,二、,物体,动能,和,势能,能够相互转化。,三、机械能守恒定律,在,只有重力或弹力做功,物体系统内，动能和弹性势能能够相互转化，而总机械能保持不变。,1、守恒条件：,a、,只有重力或系统内弹簧弹力做功，其它力,不做功（或其它力协力所做功为零）,b、只发生动能和势能间相互转化。,2、表示式：,E,=E,2,或 E,K,+E,P,=E,K2,+E,P2,或 E,k,=E,p,（动能增加等于势能降低）,四、,机械能守恒定律应用,小 结,第13页,课 堂 训 练,1、,关于物体机械能是否守恒叙述，以下说法中,正确是 （）,A、做匀速直线运动物体，机械能一定守恒,B、做匀变速直线运动物体，机械能一定守恒,C、外力对物体所做功等于0时，机械能一定守恒,D、物体若只有重力做功，机械能一定守恒,D,第14页,2、如图所表示，以下四个选项图中，木块均在固定斜面上运动，其中图,A、B、C,中斜面是光滑，图,D,中斜面是粗糙，图,A、B,中,F,为木块所受外力，方向如图中箭头所表示，图,A、B、D,中木块向下运动，图,C,中木块向上运动。在这四个图所表示运动过程中机械能守恒是（）,C,解析：机械能守恒条件是：物体只受重力或弹力作用，或者还受其它力作用，但其它力不做功，那么在动能和势能相互转化过程中，物体机械能守恒。依照此条件分析，ABD三项均错。,第15页,3、以10m/s速度将质量为m物体竖直上抛出，若空气阻力忽略，g10m/s,2,则：物体上升最大高度是多少？上升过程在何处重力势能和运动相等？,【解析】,物体在空气中只有重力做功，故机械能守恒,以地面为参考点，则：,在最高点动能为零，故：,由,E,1,=E,2,得：,v,0,h,最高点,第16页,3、以10,m/s,速度将质量为m物体竖直上抛出，若空气阻力忽略，g10,m/s,2,则：物体上升最大高度是多少？上升过程在何处重力势能和动能相等？,v,0,h,【解析】,物体在空气中只有重力做功，故机械能守恒,初状态设在地面，则：,终态设在,h,1,高处，故：,因机械能守恒：,E,1,=E,2,最高点,h,1,v,1,E,p,=E,k,第17页,4、,长为,L,均匀链条，放在光滑水平桌面上，且使其长度1/4垂在桌边，如图所表示，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚才离开桌边时速度大小为多大？,【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,长度质量为,mL,设桌面重力势能为零。,初状态：末状态：,由机械能守恒定律得：,E,K1,+E,P1,=E,K2,+E,P2,即：,解得,初,末,第18页,知识回顾,1、,动能,：物体因为运动而含有能。,2、,重力势能,：地球上物体含有跟它高度相关能。,3、,弹性势能,：发生弹性形变物体各部分之间，,因为有弹力相互作用而含有势能。,4、,动能定理,：协力所做总功等于物体动能改变。,5、,重力做功与重力势能改变关系,：重力做功等于物体重力势能降低许。,第19页,机械能守恒定律解题普通步骤,(1)依据题意，选取,研究对象,(物体或系统),及,研究过程,。,(,2)对研究对象进行受力分析，搞清各力在,研究过程中做功情况，,判断是否符合,机械能守恒条件。,(3),恰当地选取参考平面,，确定研究对象在,过程中初始状态和末状态机械能(包,括动能和势能)。,(4)依据机械能守恒定律列方程，进行求解。,第20页,
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