2013高中物理 7-8 機械能守恒定律同步課件 新人教版必修2

1、第八節(jié)　機械能守恒定律,1．掌握什么是機械能，理解物體動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化．2．理解機械能守恒定律，能在具體問題中判定機械能是否守恒．3．能用機械能守恒定律分析生活和生產(chǎn)中的有關(guān)問題．,一、動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化1．轉(zhuǎn)化條件：只有 或 做功．2．轉(zhuǎn)化特點：做正功時， 向 轉(zhuǎn)化，做負(fù)功時， 向 轉(zhuǎn)化．,重力,彈力,勢能,動能,動能,勢能,二、機械能

2、守恒定律1．推導(dǎo)(1)建立情景：自由落體運動或拋體運動或沿光滑曲面下滑．(2)推導(dǎo)依據(jù)動能定理W＝ .重力做功與重力勢能的變化W＝ .(3)推導(dǎo)結(jié)論Ek2－Ek1＝ 或Ek2＋Ep2＝.,－ΔEp,Ep1－Ep2,Ek1＋Ep1,2．內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能可以，而總的機械能．3．守恒定律表達(dá)

3、式(1)Ek2－Ek1＝ 即ΔEk增＝ (2)Ek2＋Ep2＝(3)E2＝4．守恒條件：只有重力(或彈力)做功．,互相轉(zhuǎn)化,保持不變,Ep1－Ep2,ΔEp減,Ek1＋Ep1,E1,在以下兩種條件下機械能是否守恒？(1)只受重力．(2)只有重力做功．并說明兩種條件含義是否相同？提示：兩種條件下機械能均守恒，但兩種條件的含義不同．只有重力做功時可能物體只受重力，也可能還受其他力，但其他力都不做功．

4、,一、機械能守恒定律的研究對象及守恒條件分析1．研究對象(1)當(dāng)只有重力做功時，可取一個物體(其實是物體與地球構(gòu)成的系統(tǒng))作為研究對象．(2)當(dāng)物體之間的彈力做功時，必須將這幾個物體構(gòu)成的系統(tǒng)作為研究對象(使這些彈力成為系統(tǒng)內(nèi)力)．,2．守恒條件(1)從能量轉(zhuǎn)化特點看：只有系統(tǒng)動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，無其他形式能量(如內(nèi)能)之間轉(zhuǎn)化，則系統(tǒng)的機械能守恒．如果物體間發(fā)生相互碰撞，物體間發(fā)生相對運動，又有相互間的摩擦作用時有內(nèi)能的產(chǎn)生，

5、機械能不守恒．(2)從做功特點看：只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功，具體表現(xiàn)在：①只受重力(或系統(tǒng)內(nèi)的彈力)作用，如所有做拋體運動的物體(不計阻力)．②還受其他力，但只有重力(或系統(tǒng)內(nèi)的彈力)做功，如圖所示．,圖甲中，不計空氣阻力，小球在擺動過程中線的拉力不做功，只有重力做功，小球的機械能守恒．,圖乙中，不計空氣阻力，球在擺動過程中，只有重力和彈簧與球間的彈力做功，球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，但對球來說機械能不守恒．如圖丙所示，A、

6、B構(gòu)成的系統(tǒng)，忽略繩的質(zhì)量和繩與滑輪間摩擦，在A向下、B向上運動的過程中，F(xiàn)A和FB都做功，所以A的機械能不守恒．B的機械能也不守恒．但對A、B組成的系統(tǒng)，繩的拉力FA、FB為系統(tǒng)內(nèi)彈力滿足機械能守恒條件，則A、B系統(tǒng)機械能守恒．,【特別提醒】(1)機械能守恒的條件不是物體所受的合力為零，也不是合力的功為零．(2)判斷單個物體的機械能是否守恒從機械能的定義或做功的力的特點上分析較好，而對系統(tǒng)的機械能是否守恒的判斷，從能量轉(zhuǎn)化的角度分析

7、比較簡單．,二、機械能守恒定律的表達(dá)式及解題步驟1．當(dāng)系統(tǒng)滿足機械能守恒的條件以后，常見的表達(dá)式有以下幾種：(1)Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2，即初狀態(tài)的動能與勢能之和等于末狀態(tài)的動能和勢能之和．(2)ΔEk＝－ΔEp或ΔEp＝－ΔEk，即動能(或勢能)的增加量等于勢能(或動能)的減少量．(3)ΔEA＝－ΔEB，即A物體機械能的增加量等于B物體機械能的減少量．,2．應(yīng)用機械能守恒定律解題的步驟(1)選取研究對象(物體或系統(tǒng))

8、．(2)明確研究對象的運動過程，分析研究對象在運動過程中的受力情況，弄清各力做功情況，判斷機械能是否守恒．(3)選取恰當(dāng)?shù)膮⒖计矫?，確定研究對象在初、末狀態(tài)的機械能．(4)選取恰當(dāng)?shù)谋磉_(dá)式列方程求解．,【特別提醒】(1)公式中涉及到的系統(tǒng)在不同時刻的速度必須是相對于同一慣性參考系(一般是對地面的速度)的．(2)公式中涉及的系統(tǒng)在不同時刻的勢能必須是相對同一參考平面的勢能．(3)如果采用表達(dá)式(2)或(3)的守恒形式，則沒必要選

9、取參考平面．,如圖所示，下列關(guān)于機械能是否守恒的判斷正確的是,A．甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，A機械能守恒B．乙圖中，A置于光滑水平面，物體B沿光滑斜面下滑，物體B機械能守恒．C．丙圖中，不計任何阻力時A加速下落，B加速上升過程中，A、B機械能守恒D．丁圖中，小球沿水平面做勻速圓錐擺運動時，小球的機械能守恒,解析：甲圖中重力和彈力做功，物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，但物體A機械能不守恒，A錯．乙圖中物體B除受重力外，還受

10、彈力，彈力對B做負(fù)功，機械能不守恒，但從能量特點看A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒，B錯．丙圖中繩子張力對A做負(fù)功，對B做正功，代數(shù)和為零，A、B機械能守恒，C對．丁圖中動能不變，勢能不變，機械能守恒，D對．答案：CD,【題后總結(jié)】解答此題應(yīng)注意把握以下三點：(1)機械能守恒時力做功特點．(2)機械能守恒時能量轉(zhuǎn)化特點．(3)機械能守恒的適用對象．,【針對訓(xùn)練】 1.下列運動過程滿足機械能守恒的是(　　)A．電梯勻速下降過程B．起

11、重機吊起重物過程C．物體做自由落體運動過程D．考慮阻力條件下，滑雪者沿斜面下滑過程,解析：機械能守恒的條件是只有重力做功，只發(fā)生動能和勢能的轉(zhuǎn)化，電梯勻速下降過程中，重力做正功，拉力做負(fù)功，機械能減少，A錯誤；起重機吊起重物過程，重力做負(fù)功，拉力做正功，機械能增加，B錯誤；物體做自由落體運動過程，只有重力做功，機械能守恒，C正確；考慮阻力條件下滑雪者沿斜面下滑過程，重力做正功，支持力不做功，滑動摩擦力做負(fù)功，機械能減少，D錯誤．答

12、案：C,如圖所示，在水平桌面上的A點，一個質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出，不計空氣阻力，求它到達(dá)B點時速度的大?。?【題后總結(jié)】解法三的表達(dá)式研究的是變化量，無需選擇參考平面，這給問題的分析和方程的建立帶來了很大方便，但在具體問題中，一定要弄清楚是增加量還是減少量．,【針對訓(xùn)練】 2.一物體從光滑曲面頂端由靜止開始滑下，如圖所示，曲面高1 m，不計空氣阻力，物體滑到斜面底端的速率是多大？,答案：4.4 m/s,誤區(qū)：不明確機械能守恒定

13、律的系統(tǒng)性導(dǎo)致錯解【典型例題】 如圖所示，一輕彈簧固定于O點，另一端系一重物，將重物從與懸點O在同一水平面且彈簧保持原長的A點無初速釋放，讓它自由擺下，不計空氣阻力，在重物由A點擺向最低點B點的過程中,A．重物的重力勢能減少B．重物的重力勢能增大C．重物的機械能守恒D．重物的機械能減少,【嘗試解答】重力對物體做正功，重力勢能減小，A對；減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為重物的動能和彈簧的彈性勢能，重物的機械能減少，D對．【正確答案】AD【