高一物理多媒體課件：8機(jī)械能守恒定律（人教版必修2）

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8 機(jī)械能守恒定律,1.知道什么是機(jī)械能，知道物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。,2.會(huì)正確推導(dǎo)物體在光滑曲面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能守恒。,4.在具體問(wèn)題中，能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出機(jī)械能守恒的方程式。,3.理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容，知道它的含義和適用條件。,1.動(dòng)能、動(dòng)能定理 2.重力勢(shì)能、重力做功與重力勢(shì)能變化量之間的關(guān)系 3.彈性勢(shì)能、彈力做功與彈性勢(shì)能變化量之間的關(guān)系 4.功能關(guān)系,單擺演示,單擺演示,動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,滾擺,,動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,上坡： 重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加 動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,下坡： 重力做正功，重力勢(shì)能減少 重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,你能舉出生活中動(dòng)能和勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化的例子嗎？,猜想：它們是否存在著某種守恒？,一、機(jī)械能守恒定律推導(dǎo),一個(gè)物體沿著光滑的曲面滑下，在A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為Ek1，重力勢(shì)能為Ep1 ；在B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為Ek2，重力勢(shì)能為Ep2 。試判斷物體在A點(diǎn)的機(jī)械能E1和在B點(diǎn)的機(jī)械能E2的關(guān)系。,由動(dòng)能定理：,,G,,N,從重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系知,用氣墊導(dǎo)軌演示機(jī)械能守恒定律,二、機(jī)械能守恒定律,在只有重力做功或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體只發(fā)生動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。,1.內(nèi)容：,思考：對(duì)條件如何理解？,只有重力做功或彈簧彈力做功,2.機(jī)械能守恒條件：,（1）物體只受重力，不受其他力,,,,,,G,,G,,,,,,v0,,G,,（2）物體只受重力和彈簧彈力，不受其他力,（3）物體除受重力和彈簧彈力外，還受其他力，但其他力不做功,（4）除受重力、彈力外，還受其他力，其他力做功，但做功代數(shù)和為零,3. 數(shù)學(xué)表達(dá)式：,①,②,下列實(shí)例中哪些情況機(jī)械能是守恒的?,跳傘員利用降落傘在空中勻速下落,拋出的籃球在空中運(yùn)動(dòng)（不計(jì)阻力）,也不要把只有重力和彈力做功理解為物體只受重力和彈力.,不要把其他力不做功理解為物體受到的合外力為零.,注意:,機(jī)械能守恒中各量的變化,例題 把一個(gè)小球用細(xì)繩懸掛起來(lái)，就成為一個(gè)擺。擺長(zhǎng)為l，最大偏角為θ。小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)的速度是多大？,解：拉力F不做功，只有重力G做功，小球機(jī)械能守恒。,以最低點(diǎn)為參考平面。,（1）確定研究對(duì)象，畫出過(guò)程示意圖；,應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟：,（2）分析物體的受力，明確各力做功的情況，判斷是否符合機(jī)械能守恒的條件；,（3）分析物體的運(yùn)動(dòng)，恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定物體初、末狀態(tài)的機(jī)械能（勢(shì)能和動(dòng)能）；,（4）根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程求解。,三、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用,1.如圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，在彈簧壓縮到最短的整個(gè)過(guò)程中，下列敘述中正確的是 （ ） A.重力勢(shì)能和動(dòng)能之和保持不變 B.重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之和保持不變 C.動(dòng)能和彈性勢(shì)能之和保持不變 D.重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能和動(dòng)能之和保持不變,D,蹦床,,,2.如圖所示，桌面高為h，質(zhì)量為m的小球從離桌面高H處自由落下，不計(jì)空氣阻力，假設(shè)桌面處重力勢(shì)能為零，則小球落地瞬間的機(jī)械能為（ ） A. mgh B. mgH C. mg(H+h) D. mg(H-h),B,3.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一段四分之一圓弧軌道，半徑OA在水平方向，一個(gè)小球從頂端A點(diǎn)由靜止開始下滑，已知軌道半徑R＝10cm，不計(jì)摩擦，求小球剛離開軌道底端B點(diǎn)時(shí)的速度大小？,解：以小球（含地球）為研究對(duì)象，小球在軌道上作變速圓周運(yùn)動(dòng)，受到重力和支持力作用，支持力是一個(gè)大小、方向均改變的力，但因其方向始終垂直于小球的運(yùn)動(dòng)方向，所以對(duì)小球不做功（這是難點(diǎn)），全程只有重力作功，所以該題可用機(jī)械能守恒定律求解。,選取B點(diǎn)所在水平面為零勢(shì)能面，以小球在A點(diǎn)時(shí)為初態(tài)，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)為末態(tài)，則依據(jù)機(jī)械能守恒定律可知：,∴小球剛離開軌道底端B點(diǎn)時(shí)的速度大小為：,過(guò)山車,4.如圖為翻滾過(guò)山車示意圖，圓軌道的半徑為10m，為了安全，則過(guò)山車由靜止開始向下運(yùn)動(dòng)時(shí)離地至少多高？（不考慮空氣阻力和摩擦阻力）,解：以地面為參考平面。,在最高點(diǎn)B時(shí),,解:鐵鏈下滑過(guò)程中只有重力做功，機(jī)械能守恒.選取桌面處為零勢(shì)能面,設(shè)鐵鏈總質(zhì)量為m,鏈條滑至剛剛離開桌邊時(shí)的速度大小為v,則,初態(tài)：,末態(tài)：,5.長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻鏈條，放在光滑的水平桌面上，且使其長(zhǎng)度的1/4垂在桌邊，松手后鏈條從靜止開始沿桌邊下滑，則鏈條滑至剛剛離開桌邊時(shí)的速度為多大？,6.長(zhǎng)為L(zhǎng)質(zhì)量分布均勻的繩子，對(duì)稱地懸掛在輕小的定滑輪上，如圖乙所示輕輕地推動(dòng)一下，讓繩子滑下，那么當(dāng)繩子離開滑輪的瞬間，繩子的速度為多少？,解：由機(jī)械能守恒定律，取小滑輪處為零勢(shì)能面.,甲,乙,一、動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化 重力做功：動(dòng)能 重力勢(shì)能 彈力做功：動(dòng)能 彈性勢(shì)能 二、機(jī)械能守恒定律 在只有重力和彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。 三、應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的條件 1.只受重力（彈力），不受其他力。如自由落體的物體 2.除重力（彈力）以外還有其他力，但其他力都不做功。如做單擺運(yùn)動(dòng)的物體,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,