第04节机械能守恒定律.ppt

六合实验高中,机械能守恒定律,机械能守恒定律,重力势能,弹性势,能,势能,动能,机械能,一、动能和势能的相互转化,重力势能,转化为,动能,v,v,动能,转化为,重力势能,自由落体,竖直上抛,重力势能,减小,动能,增加,动能,减小,重力势能,增加,一、动能和势能的相互转化,动能,和,重力势能,可以相互转化,一、动能和势能的相互转化,动能,和,弹性势能,可以相互转化,一、动能和势能的相互转化,动能,和,弹性势能、重力势能,的,相互转化,一个物体沿着光滑的曲面滑下，在,A,点时动能为,E,k1,，重力势能为,E,p1,；在,B,点时动能为,E,k2,，重力势能为,E,p2,。试判断物体在,A,点的机械能,E,1,和在,B,点的机械能,E,2,的关系。,一、动能和势能的相互转化,由动能定理：,一、动能和势能的相互转化,G,N,二、机械能守恒定律,在,只有,重力做功,和,弹力做功,的物体系统内，物体,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,只有,重力做功,和弹簧,弹力做功,2,、,机械能守恒条件：,（,1,）物体只受重力，不受其他力,v,v,0,G,G,v,0,G,二、机械能守恒定律,只有,重力做功,和弹簧,弹力做功,2,、,机械能守恒条件：,（,2,）物体只受重力和弹簧弹力，不受其他力,二、机械能守恒定律,只有,重力做功,和弹簧,弹力做功2,、,机械能守恒条件：,（,3,）物体受重力和弹簧弹力，还受其他力，但其他力不做功,1,、,在下面各实例中，哪些过程机械能是守恒的，哪些过程机械能不守恒？为什么？,（,1,）跳伞运动员和降落伞匀速降落,（,2,）一个物体沿斜面匀速下滑,（,3,）起重机匀速吊起重物,（,4,）拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升,（,5,）物体在竖直面内做匀速圆周运动,（,6,）铅球在空中做平抛运动,例与练,2,、,关于机械能守恒，下列说法中不正确的是（）,A,、机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用,B,、做匀速运动的物体机械能一定守恒,C,、做变速运动的物体机械能一定不守恒,D,、外力对物体所做总功为零时物体机械能一定守恒,例与练,3,、如图所示，小球自,a,点由静止自由下落，到,b,点时与弹簧接触，到,c,点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由,a,b,c,的运动过程中（）,A,、小球的机械能守恒,B,、小球和弹簧总机械能守恒,C,、小球在,b,点时动能最大,D,、小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量,例与练,4,、,一个轻弹簧固定于,O,点，另一端系一重物，将重物从与悬点,O,在同一水平面上弹簧保持原长的,A,点无初速度释放，让它自由下摆，不计空气阻力，在重物由,A,摆到最低点的过程中，下列说法中正确的是（）,A,、重物的动能增加,B,、弹簧的弹性势能增加,C,重物的机械能不变,D,、重物和弹簧总机械能不变,例与练,o,A,5,、,如图，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到最大高度的过程中，不计空气阻力，下列说法中正确的是（）,A,、子弹的机械能守恒。,B,、木块的机械能守恒。,C,、子弹和木块的总机械能守恒。,D,、以上说法都不对,例与练,二、机械能守恒定律,3,、,表达式：,只有重力做功时：,6,、,小球沿高为,h=5m,的,光滑,斜面由静止开始下滑，求小球到达斜面底端时的速率。,例与练,G,N,支持力,N,不做功，只有重力,G,做功，小球机械能守恒。,以,斜面底面为参考平面,。,6,、,小球沿高为,h=5m,的,光滑,斜面由静止开始下滑，求小球到达斜面底端时的速率。,例与练,G,N,用牛顿运动定律解题：,请比较用,机械能守恒定律,和用,牛顿运动定律,解题的异同。,6,、,小球沿高为,h=5m,的,光滑,斜面由静止开始下滑，求小球到达斜面底端时的速率。,例与练,G,N,用动能定理解题：,请比较用,机械能守恒定律,和用,动能定理,解题的异同。,7,、,把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆。摆长为,L,，最大偏角为,。小球运动到最底位置时的速度是多大？,例与练,G,F,拉力,F,不做功，只有重力,G,做功，小球机械能守恒。,以,最低点为参考平面,。,（,1,）,确定,研究对象,，画出过程示意图；,应用机械能守恒定律解题的一般步骤：,（,2,）,分析物体的,受力,，明确各力做功的情况，,判断是否符合机械能守恒的条件,；,（,3,）,分析物体的,运动,，,恰当地选取参考平面，,确定物体初、末状态的机械能（势能和动能）；,（,4,）,根据,机械能守恒定律,列方程,求解。,三、机械能守恒定律的应用,8,、从,20,米高的塔上以,10m/s,的初速度水平抛出一个质量为,1Kg,的铁球，铁球下落过程中在离地,5m,高处时的速度是多大？（不考虑空气阻力）,例与练,以,地面为参考平面,。,9,、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至少多高？（不考虑空气阻力和摩擦阻力）,例与练,h,B,A,以,地面为参考平面,。,10,、如图所示，轻质弹簧的一端与墙相连，质量为,2kg,的小球以,5m/s,的速度沿光滑水平面运动并压缩弹簧，则弹簧的最大弹性势能为,_J,，当小球的速度为,2m/s,时，弹簧的弹性势能为,_J,。,例与练,v,0,（思考题）,如图所示，物体,A,、,B,用绳子连接穿过定滑轮，已知,m,A,=2,m,B,绳子的质量不计，忽略一切摩擦，此时物体,A,、,B,距地面高度均为,H,，释放,A,，求当物体,A,刚到达地面时的速度多大？（设物体,B,到滑轮的距离大于,H,）,例与练,例与练,对,A,：,m,A,g,m,B,g,A,机械能不守恒,F,对,B,：,F,B,机械能不守恒,对,A,、,B,整体，拉力,F,做功代数和为零，,所以,A,、,B,整体机械能守恒。,拉力,F,做负功，,拉力,F,做正功，,以,地面为参考平面,。,（思考题）,一辆小车静止在光滑的水平面上，小车立柱上固定一条长为,L,，拴有小球的细绳,.,小球由与悬点在同一水平面处释放,.,如下图所示，小球在摆动的过程中，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（）,A,、小球的机械能守恒,B,、小车的机械能守恒,C,、小球和小车的总机械能守恒,D,、小球和小车的总机械能不守恒,例与练,