物理必修Ⅱ人教版7.8機(jī)械能守恒定律件(共23張)教學(xué)文稿

1、7.8機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律第一頁，共23頁。一、機(jī)械能一、機(jī)械能1 1、概概 念念：動能、重力勢能和彈性動能、重力勢能和彈性(tnxng)勢能的統(tǒng)稱。勢能的統(tǒng)稱。物體的動能和勢能物體的動能和勢能(shnng)之和稱為機(jī)械能之和稱為機(jī)械能2 2、表達(dá)式：、表達(dá)式：3 3、機(jī)械能特性、機(jī)械能特性(txng):(txng): （3）具有相對性）具有相對性（2）是狀態(tài)量）是狀態(tài)量（4）是）是系統(tǒng)系統(tǒng)共有的共有的(1)是標(biāo)量是標(biāo)量但有正負(fù)，正負(fù)表示大小但有正負(fù)，正負(fù)表示大小要選取零勢能參考平面要選取零勢能參考平面第二頁，共23頁。二、二、1、內(nèi)容：在只有重力或彈力、內(nèi)容：在只有重力或彈力(tnl

2、)做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。與勢能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。vGOBCFF彈彈G2 2、守恒條件、守恒條件: :只有重力做功只有重力做功(zugng)(zugng)或彈力做功或彈力做功(zugng)(zugng)只有重力只有重力(zhngl)做功做功（1）只受重力不受其它力（如）只受重力不受其它力（如自由落體自由落體 ，各種拋體運(yùn)各種拋體運(yùn) 動）動）vv0GGGGGG（2）除）除受受重力外，還受其它力，但重力外，還受其它力，但其它力不做功其它力不做功光滑曲面光滑曲面光滑斜面光滑斜面GFNGFN（3 3）除受重力外，還受其）除

3、受重力外，還受其它它力，但力，但其它力做功其它力做功代數(shù)代數(shù)和為零和為零地球地球地球地球第三頁，共23頁。vE.E.光滑水平面上運(yùn)動的小球，光滑水平面上運(yùn)動的小球，把彈簧把彈簧(tnhung)(tnhung)壓縮后又被彈回來。壓縮后又被彈回來。F物體物體(wt)沿粗糙的斜面勻速下滑沿粗糙的斜面勻速下滑不考慮不考慮(kol)空氣阻空氣阻力力FO繩第四頁，共23頁。2.(2.(多選）關(guān)于機(jī)械能是否守恒多選）關(guān)于機(jī)械能是否守恒(shu hn)(shu hn)的的敘述，正確的是敘述，正確的是 B D B D A A作勻速直線運(yùn)動的物體的機(jī)械能一定守恒作勻速直線運(yùn)動的物體的機(jī)械能一定守恒(shu hn)

4、(shu hn)B B作勻變速運(yùn)動的物體機(jī)械能可能守恒作勻變速運(yùn)動的物體機(jī)械能可能守恒(shu (shu hn)hn)C C外力對物體做功為零時，機(jī)械能一定守恒外力對物體做功為零時，機(jī)械能一定守恒(shu hn)(shu hn)D D只有重力對物體做功，物體機(jī)械能一定守恒只有重力對物體做功，物體機(jī)械能一定守恒(shu hn)(shu hn)物體沿粗糙物體沿粗糙(cco)的斜面勻速下滑的斜面勻速下滑vGv0GGGG機(jī)械能守恒的條件絕不是合力的功等于零，更不是合力等于機(jī)械能守恒的條件絕不是合力的功等于零，更不是合力等于零，而是看是否只有重力或彈簧零，而是看是否只有重力或彈簧(tnhung)彈力做功

5、彈力做功第五頁，共23頁。 3. 如圖所示，在水平桌面上的點(diǎn)有一個質(zhì)量為如圖所示，在水平桌面上的點(diǎn)有一個質(zhì)量為m的物體以初速度的物體以初速度v0被拋出，不計空氣阻力，當(dāng)它到被拋出，不計空氣阻力，當(dāng)它到達(dá)達(dá)(dod)B點(diǎn)時，其動能為（點(diǎn)時，其動能為（ ）A. B. C. D. 2201122mghmvmvB第六頁，共23頁。 4. 機(jī)械能守恒定律的適用條件，下列說法中機(jī)械能守恒定律的適用條件，下列說法中正確的是正確的是 A.只有重力和彈力作用時，機(jī)械能才守恒只有重力和彈力作用時，機(jī)械能才守恒B.當(dāng)有其他外力作用當(dāng)有其他外力作用(wi l zu yn)時，只時，只要合外力為零，機(jī)械能守恒要合外力為

6、零，機(jī)械能守恒C.當(dāng)有其他外力作用當(dāng)有其他外力作用(wi l zu yn)時，只時，只要其他外力不做功，機(jī)械能守恒要其他外力不做功，機(jī)械能守恒D.炮彈在空中飛行不計阻力時，僅受重力作用，炮彈在空中飛行不計阻力時，僅受重力作用，所以爆炸前后機(jī)械能守恒所以爆炸前后機(jī)械能守恒 C第七頁，共23頁。 5. 物體在平衡力作用下運(yùn)動物體在平衡力作用下運(yùn)動(yndng)的過程的過程中，下列說法正確的是中，下列說法正確的是 A.機(jī)械能一定不變機(jī)械能一定不變B.物體的動能保持不變，而勢能一定變化物體的動能保持不變，而勢能一定變化C.若物體的勢能變化，則機(jī)械能一定變化若物體的勢能變化，則機(jī)械能一定變化D.若物體的

7、勢能變化，則機(jī)械能不一定有變化若物體的勢能變化，則機(jī)械能不一定有變化 PkEEE物體沿粗糙的斜面勻速下滑物體沿粗糙的斜面勻速下滑c第八頁，共23頁。 6. 下列過程中，運(yùn)動物體機(jī)械能守恒的是下列過程中，運(yùn)動物體機(jī)械能守恒的是（ B ） A.物體沿斜面勻速下滑物體沿斜面勻速下滑B.物體沿水平面做勻速直線運(yùn)動物體沿水平面做勻速直線運(yùn)動C.物體在豎直物體在豎直(sh zh)平面內(nèi)做勻速圓周平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動運(yùn)動D.物體豎直物體豎直(sh zh)向下做勻速直線運(yùn)動向下做勻速直線運(yùn)動 PkEEEO繩第九頁，共23頁。7.如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為m的小球以速度的小球以速度v0離開桌面，若以桌離開

8、桌面，若以桌面為零勢能面為零勢能(shnng)面，則它經(jīng)過面，則它經(jīng)過A點(diǎn)時所具有的機(jī)械點(diǎn)時所具有的機(jī)械能是能是(不計空氣阻力不計空氣阻力) ()C第十頁，共23頁。GFT例例. .把一個小球用細(xì)線懸掛起來，就成為把一個小球用細(xì)線懸掛起來，就成為(chngwi)(chngwi)一一個擺，如圖所示，擺長為個擺，如圖所示，擺長為l,l,最大偏角為最大偏角為。如果阻力可。如果阻力可以忽略，小球運(yùn)動到最低位置時的速度是多大？以忽略，小球運(yùn)動到最低位置時的速度是多大？OBAl分析：分析：（1 1）小球從）小球從A A擺動到擺動到O O過程中受哪些力？過程中受哪些力？ （2 2）其中有哪些力對小球做功？）

9、其中有哪些力對小球做功？（3 3）是否）是否(sh fu)(sh fu)滿足機(jī)械能守恒的條件滿足機(jī)械能守恒的條件？（4 4）小球運(yùn)動的初末狀態(tài)的機(jī)械能怎么確定？）小球運(yùn)動的初末狀態(tài)的機(jī)械能怎么確定？ 重力重力(zhngl)(zhngl)和和繩的拉力繩的拉力 僅有重力做功僅有重力做功滿足機(jī)械能守恒滿足機(jī)械能守恒選擇選擇零勢能零勢能參考平面參考平面第十一頁，共23頁。最高最高A點(diǎn)：點(diǎn)：最低最低O點(diǎn)：點(diǎn)：由機(jī)械能守恒由機(jī)械能守恒得得P1(cos )Emg ll k10EP20E2k 212EmvP1k1P2k2EEEE解：取最低點(diǎn)所在平面解：取最低點(diǎn)所在平面(pngmin)(pngmin)為參考平面

10、為參考平面(pngmin)(pngmin)2(1cos )vgl OBAl21(cos )2mg llmv第十二頁，共23頁。例例2.2.如圖為翻滾過山車示意圖，圓軌道的半徑如圖為翻滾過山車示意圖，圓軌道的半徑為為10m10m，為了安全，則過山車由靜止開始，為了安全，則過山車由靜止開始(kish)(kish)向下運(yùn)動時離地至少多高？（不考慮向下運(yùn)動時離地至少多高？（不考慮空氣阻力和摩擦阻力）空氣阻力和摩擦阻力）hBA以地面為參考以地面為參考(cnko)平面。平面。2212BmvRmgmghRmvmgB2mgRmvB21212mRRh25212在最高點(diǎn)在最高點(diǎn)B BGFNG第十三頁，共23頁。.

11、機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒(shu hn)判判斷的方法：斷的方法：B、從能量轉(zhuǎn)化角度、從能量轉(zhuǎn)化角度(jiod)分析分析 只有重力只有重力(zhngl)做功或彈力做功做功或彈力做功A、從做功、從做功角度分析分析 C 、從機(jī)械能的定義看、從機(jī)械能的定義看PkEEE看看動能和勢能各自如何變化，再看動能和勢能的和是否變化動能和勢能各自如何變化，再看動能和勢能的和是否變化 特別特別： 涉及滑動摩擦力做功涉及滑動摩擦力做功，機(jī)械能一般不守恒，機(jī)械能一般不守恒 第十四頁，共23頁。3 3、表達(dá)式：、表達(dá)式：(1)從守恒從守恒(shu hn)角角度度Ek1+p1=Ek2+Ep222112211mvmghmvmgh

12、22要選取要選取(xunq)零勢能參零勢能參考平面考平面E1E2第十五頁，共23頁。(1)(1)確定確定(qudng)(qudng)研究對象，明確運(yùn)研究對象，明確運(yùn)動過程動過程(2)(2)對研究對象進(jìn)行正確的受力分析，判定各個對研究對象進(jìn)行正確的受力分析，判定各個(gg)(gg)力是否做功，并分析是否符合機(jī)械能守恒力是否做功，并分析是否符合機(jī)械能守恒的條件的條件(3)(3)恰當(dāng)?shù)剡x取恰當(dāng)?shù)剡x取(xunq)(xunq)參考平面，并確定研究參考平面，并確定研究對象在初、末狀態(tài)時的機(jī)械能對象在初、末狀態(tài)時的機(jī)械能(4)(4)根據(jù)機(jī)械能守恒定律根據(jù)機(jī)械能守恒定律列出方程列出方程，進(jìn)行求解，進(jìn)行求解機(jī)械

13、能守恒定律的解題步驟：機(jī)械能守恒定律的解題步驟：第十六頁，共23頁。例例3.3. a a、b b、c c三球自同一高度以相同速率三球自同一高度以相同速率(sl)(sl)拋拋出，出，a a球豎直上拋，球豎直上拋，b b球水平拋出，球水平拋出，c c球豎直下拋設(shè)球豎直下拋設(shè)三球落地的速率三球落地的速率(sl)(sl)分別為分別為vava、vbvb、vcvc，則，則 A AvavavbvbvcvcB Bva=vbva=vbvcvcC Cvavavb=vcvb=vcD Dva=vb=vcva=vb=vc2201122mvmghmvGGv0GGGGv0v0202vvgh2201122mghmvmv以地面

14、以地面(dmin)為參為參考平面?？计矫妗５谑唔?，共23頁。 應(yīng)用應(yīng)用(yngyng)機(jī)械能守恒定律解決問題，機(jī)械能守恒定律解決問題，只需考慮運(yùn)動的初狀態(tài)和末狀態(tài)，不必考慮兩只需考慮運(yùn)動的初狀態(tài)和末狀態(tài)，不必考慮兩個狀態(tài)間過程的細(xì)節(jié)。如果直接用牛頓定律解個狀態(tài)間過程的細(xì)節(jié)。如果直接用牛頓定律解決問題，需要分析過程中各種力的作用，而這決問題，需要分析過程中各種力的作用，而這些力又往往在變化著，因此一些難于用牛頓定些力又往往在變化著，因此一些難于用牛頓定律解決的問題，應(yīng)用律解決的問題，應(yīng)用(yngyng)機(jī)械能守恒定機(jī)械能守恒定律則易于解決。律則易于解決。第十八頁，共23頁。3 3、表達(dá)式、表達(dá)

15、式：(1)從守恒從守恒(shu hn)角度角度Ek1+p1=Ek2+Ep2201mvmgh222112211mvmghmvmgh22E1E2(2)從轉(zhuǎn)化從轉(zhuǎn)化(zhunhu)角度角度勢能（或動能勢能（或動能(dngnng)）的減少量等于動能）的減少量等于動能(dngnng)（或勢（或勢能）的增加量能）的增加量 (不用選零勢能參考平面不用選零勢能參考平面)(要選零勢能參考平面要選零勢能參考平面)v0第十九頁，共23頁。 練習(xí)練習(xí)8. 以相同大小的初速度將物體從同一以相同大小的初速度將物體從同一(tngy)水平面分別水平面分別豎直上拋、斜上拋、沿光滑斜面（足夠長）上滑，如圖所示，豎直上拋、斜上拋、

16、沿光滑斜面（足夠長）上滑，如圖所示，三種情況達(dá)到的最大高度分別為三種情況達(dá)到的最大高度分別為h1、h2和和h3，不計空氣阻力，不計空氣阻力（斜上拋物體在最高點(diǎn)的速度方向水平），則（斜上拋物體在最高點(diǎn)的速度方向水平），則（ ）A. B. C. D. 201mvmgh2GGGFN201mvmgh2201mgh=0-mv2第二十頁，共23頁。 9. 如圖所示，在地面上以速度如圖所示，在地面上以速度(sd)拋出質(zhì)量為拋出質(zhì)量為m的物的物體，拋出后物體落到比地面低體，拋出后物體落到比地面低h的海平面上，若以地面的海平面上，若以地面為零勢能面而且不計空氣阻力，則為零勢能面而且不計空氣阻力，則物體落到海平面

17、時的勢能為物體落到海平面時的勢能為mgh物體從拋出到落到海平面的過程，重力對物體做功為物體從拋出到落到海平面的過程，重力對物體做功為mgh物體在海平面上的動能為物體在海平面上的動能為物體在海平面上的機(jī)械能為物體在海平面上的機(jī)械能為其中正確的是（其中正確的是（ ）A.B.C.D. 2201122mvmghmv 以地面為參考以地面為參考(cnko)平面。平面。2201122mghmvmv第二十一頁，共23頁。例題例題4.4.如圖為翻滾過山車示意圖，圓軌道的半徑為如圖為翻滾過山車示意圖，圓軌道的半徑為10m10m，為了安全，則過山車由靜止開始向下，為了安全，則過山車由靜止開始向下(xin (xin

18、xi)xi)運(yùn)動時離地至少多高？（不考慮空氣阻力和摩運(yùn)動時離地至少多高？（不考慮空氣阻力和摩擦阻力）擦阻力）hBA以地面為參考以地面為參考(cnko)平面。平面。2212BmvRmgmghRmvmgB2在最高點(diǎn)在最高點(diǎn)B BGFNG勢能的減少量等于勢能的減少量等于(dngy)動能的增動能的增加量加量(2 )mg hR212Bmv第二十二頁，共23頁。【例【例5 5】一條長為】一條長為L L的均勻鏈條，放在光滑水平桌面上，的均勻鏈條，放在光滑水平桌面上，鏈條的一半垂于桌邊，如圖所示由靜止鏈條的一半垂于桌邊，如圖所示由靜止(jngzh)(jngzh)開始使開始使鏈條自由滑落，當(dāng)它全部脫離桌面時的速度為多大鏈條自由滑落，當(dāng)它全部脫離桌面時的速度為多大? ?【解析】因桌面光滑，鏈條【解析】因桌面光滑，鏈條(li