第七章-8-機(jī)械能守恒定律

1、預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)8 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義高中物理高中物理必修必修2人教版人教版8 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)8 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義目標(biāo)定位目標(biāo)定位1.知道什么是機(jī)械能，理解物體動(dòng)能和勢(shì)能的相知道什么是機(jī)械能，理解物體動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化互轉(zhuǎn)化2理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容和守恒條件理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容和守恒條件3能用機(jī)械能守恒定律分析生活和生產(chǎn)中的有關(guān)問題能用機(jī)械能守恒定律分析生活和生產(chǎn)中的有關(guān)問題預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)8 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義一、動(dòng)能與勢(shì)能的相

2、互轉(zhuǎn)化一、動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化1動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化(1)動(dòng)能與重力勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化：只有重力做功時(shí)，若重力做動(dòng)能與重力勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化：只有重力做功時(shí)，若重力做正功，則正功，則_轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為_；若重力做負(fù)功，則；若重力做負(fù)功，則_轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為_(2)動(dòng)能與彈性勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化：只有彈力做功時(shí)，若彈力做動(dòng)能與彈性勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化：只有彈力做功時(shí)，若彈力做正功，則彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為正功，則彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為_；彈力做負(fù)功，則；彈力做負(fù)功，則_轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為化為_重力勢(shì)能重力勢(shì)能動(dòng)能動(dòng)能動(dòng)能動(dòng)能重力勢(shì)能重力勢(shì)能動(dòng)能動(dòng)能動(dòng)能動(dòng)能彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)8 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課

3、堂講義課堂講義2機(jī)械能機(jī)械能(1)機(jī)械能是機(jī)械能是_和和_(包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能)的統(tǒng)的統(tǒng)稱，通過重力或彈力做功，機(jī)械能可以從一種形式稱，通過重力或彈力做功，機(jī)械能可以從一種形式_成另一種形式成另一種形式(2)機(jī)械能是狀態(tài)量，是機(jī)械能是狀態(tài)量，是_量，沒有方向但有正負(fù)之分量，沒有方向但有正負(fù)之分想一想想一想射箭時(shí)，發(fā)生彈性形變的弓恢復(fù)到原來形狀時(shí)，射箭時(shí)，發(fā)生彈性形變的弓恢復(fù)到原來形狀時(shí)，彈性勢(shì)能減少了，減少的彈性勢(shì)能到哪里去了？彈性勢(shì)能減少了，減少的彈性勢(shì)能到哪里去了？答案答案在這一過程中，彈力做正功，弓的彈性勢(shì)能減少，在這一過程中，彈力做正功，弓的彈性勢(shì)能減少，而箭

4、的動(dòng)能增加了這說明：弓減少的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化成了而箭的動(dòng)能增加了這說明：弓減少的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化成了箭的動(dòng)能箭的動(dòng)能動(dòng)能動(dòng)能勢(shì)能勢(shì)能轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化標(biāo)標(biāo)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)8 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義二、機(jī)械能守恒定律二、機(jī)械能守恒定律1內(nèi)容內(nèi)容：在只有：在只有_或或_做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能_2守恒定律表達(dá)式守恒定律表達(dá)式Ek2Ep2Ek1Ep1，即，即_E1想一想想一想合力為零或合力做功為零，物體的機(jī)械能一定守合力為零或合力做功為零，物體的機(jī)械能一定守恒嗎？恒嗎？答案答案合力為零或合力做功為

5、零，物體的機(jī)械能都不一定合力為零或合力做功為零，物體的機(jī)械能都不一定守恒，如物體沿斜面勻速下滑時(shí)，物體的機(jī)械能就減少守恒，如物體沿斜面勻速下滑時(shí)，物體的機(jī)械能就減少重力重力彈力彈力保持不變保持不變E2課堂講義課堂講義預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義8 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律一、對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解一、對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解1研究對(duì)象研究對(duì)象(1)當(dāng)只有重力做功時(shí)，可取一個(gè)物體當(dāng)只有重力做功時(shí)，可取一個(gè)物體(其實(shí)是物體與地球其實(shí)是物體與地球構(gòu)成的系統(tǒng)構(gòu)成的系統(tǒng))作為研究對(duì)象作為研究對(duì)象(2)當(dāng)物體之間的彈力做功時(shí)，必須將這幾個(gè)物體包括彈簧當(dāng)物體之間的彈力做功時(shí)，必須將這幾個(gè)物體包括彈簧構(gòu)

6、成的系統(tǒng)作為研究對(duì)象構(gòu)成的系統(tǒng)作為研究對(duì)象(使這些彈力成為系統(tǒng)內(nèi)力使這些彈力成為系統(tǒng)內(nèi)力)2機(jī)械能守恒的條件機(jī)械能守恒的條件“只有重力或彈力做功只有重力或彈力做功”可能有以下三種情況：可能有以下三種情況：物體只受重力或彈力作用；物體只受重力或彈力作用；課堂講義課堂講義預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義8 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律除重力和彈力外，其他力不做功；除重力和彈力外，其他力不做功；除重力和彈力外，其他力做功的代數(shù)和為零除重力和彈力外，其他力做功的代數(shù)和為零特別提醒特別提醒(1)機(jī)械能守恒的條件不是物體所受的合力為零，機(jī)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也不是合力的

7、功為零(2)判斷單個(gè)物體的機(jī)械能是否守恒從機(jī)械能的定義或做功的判斷單個(gè)物體的機(jī)械能是否守恒從機(jī)械能的定義或做功的力的特點(diǎn)上分析較好，而對(duì)系統(tǒng)的機(jī)械能是否守恒的判斷，力的特點(diǎn)上分析較好，而對(duì)系統(tǒng)的機(jī)械能是否守恒的判斷，從能量轉(zhuǎn)化的角度分析比較簡(jiǎn)單，即系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)械能有沒有從能量轉(zhuǎn)化的角度分析比較簡(jiǎn)單，即系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)械能有沒有轉(zhuǎn)化為其他形式的能轉(zhuǎn)化為其他形式的能課堂講義課堂講義預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義8 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律【例例1】下列敘述中正確的是下列敘述中正確的是()A做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能一定守恒做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能一定守恒B做變速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能可能守恒做

8、變速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能可能守恒C外力對(duì)物體做功為零，物體的機(jī)械能一定守恒外力對(duì)物體做功為零，物體的機(jī)械能一定守恒D系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力做功時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能一定守系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力做功時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能一定守恒恒答案答案BD課堂講義課堂講義預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義8 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律解析解析系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒可根據(jù)機(jī)械能守恒的條件來判系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒可根據(jù)機(jī)械能守恒的條件來判斷做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體所受合力為零，動(dòng)能不變，但重?cái)嘧鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)的物體所受合力為零，動(dòng)能不變，但重力勢(shì)能可能改變，力勢(shì)能可能改變，A錯(cuò)誤；做變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，若只有錯(cuò)誤；做變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，若

9、只有重力對(duì)它做功時(shí)，機(jī)械能守恒，重力對(duì)它做功時(shí)，機(jī)械能守恒，B正確；外力對(duì)物體做功為零正確；外力對(duì)物體做功為零時(shí)，除重力之外的力有可能做功，此時(shí)機(jī)械能不一定守恒，時(shí)，除重力之外的力有可能做功，此時(shí)機(jī)械能不一定守恒，C錯(cuò)誤；系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力做功時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能守錯(cuò)誤；系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力做功時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，恒，D正確正確課堂講義課堂講義預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義8 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練1如圖如圖781所示，下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的所示，下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是判斷正確的是 ()圖圖781課堂講義課堂講義預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義8 機(jī)械能

10、守恒定律機(jī)械能守恒定律A甲圖中，物體甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，物體將彈簧壓縮的過程中，物體A機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒B乙圖中，在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑時(shí)，乙圖中，在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑時(shí)，物體物體B機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒C丙圖中，不計(jì)任何阻力時(shí)，丙圖中，不計(jì)任何阻力時(shí)，A加速下落，加速下落，B加速上升過程加速上升過程中，中，A、B系統(tǒng)機(jī)械能守恒系統(tǒng)機(jī)械能守恒D丁圖中，小球沿水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球的機(jī)械丁圖中，小球沿水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球的機(jī)械能守恒能守恒答案答案BCD課堂講義課堂講義預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義8 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律解析

11、解析甲圖中重力和彈力做功，物體甲圖中重力和彈力做功，物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，但物體能守恒，但物體A機(jī)械能不守恒，機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)；乙圖中物體錯(cuò)；乙圖中物體B除受重除受重力外，還受彈力、拉力、摩擦力，但除重力之外的三個(gè)力做力外，還受彈力、拉力、摩擦力，但除重力之外的三個(gè)力做功的代數(shù)和為零，機(jī)械能守恒，功的代數(shù)和為零，機(jī)械能守恒，B對(duì)；丙圖中繩子張力對(duì)對(duì)；丙圖中繩子張力對(duì)A做做負(fù)功，對(duì)負(fù)功，對(duì)B做正功，代數(shù)和為零，做正功，代數(shù)和為零，A、B機(jī)械能守恒，機(jī)械能守恒，C對(duì)；對(duì)；丁圖中小球的動(dòng)能不變，勢(shì)能不變，機(jī)械能守恒，丁圖中小球的動(dòng)能不變，勢(shì)能不變，機(jī)械能守恒，D對(duì)對(duì)

12、課堂講義課堂講義預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義8 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律二、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用二、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用1常見的表達(dá)式常見的表達(dá)式(1)Ek1Ep1Ek2Ep2，即初狀態(tài)的動(dòng)能與勢(shì)能之和等于，即初狀態(tài)的動(dòng)能與勢(shì)能之和等于末狀態(tài)的動(dòng)能和勢(shì)能之和，用此式必須選擇參考平面末狀態(tài)的動(dòng)能和勢(shì)能之和，用此式必須選擇參考平面(2)EkEp或或EpEk，即動(dòng)能，即動(dòng)能(或勢(shì)能或勢(shì)能)的增加量的增加量等于勢(shì)能等于勢(shì)能(或動(dòng)能或動(dòng)能)的減少量用此式解不必選擇參考平的減少量用此式解不必選擇參考平面面(3)EAEB，即，即A物體機(jī)械能的增加量等于物體機(jī)械能的增加量等于B物體機(jī)械物體機(jī)械能的減少

13、量用此式不必選擇參考平面能的減少量用此式不必選擇參考平面課堂講義課堂講義預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義8 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律2應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的思路應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的思路課堂講義課堂講義預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義8 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律【例例2】如圖如圖782所示，在水平臺(tái)所示，在水平臺(tái)面上的面上的A點(diǎn)，一個(gè)質(zhì)量為點(diǎn)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體的物體以初速度以初速度v0被拋出，不計(jì)空氣阻被拋出，不計(jì)空氣阻力，求它到達(dá)距平臺(tái)高度為力，求它到達(dá)距平臺(tái)高度為h的的B點(diǎn)時(shí)速度的大小點(diǎn)時(shí)速度的大小圖圖782課堂講義課堂講義預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義8 機(jī)械能守恒定律機(jī)

14、械能守恒定律課堂講義課堂講義預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義8 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練2以以10 m/s的速度將質(zhì)量為的速度將質(zhì)量為m的物體從地面上豎直的物體從地面上豎直向上拋出，若忽略空氣阻力，向上拋出，若忽略空氣阻力，g取取10 m/s2，則：，則：(1)物體上升的最大高度是多少？物體上升的最大高度是多少？(2)上升過程中在何處重力勢(shì)能與動(dòng)能相等？上升過程中在何處重力勢(shì)能與動(dòng)能相等？答案答案(1)5 m(2)2.5 m課堂講義課堂講義預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義8 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律課堂講義課堂講義預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課堂講義課堂講義8 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律【例例3】如圖如圖783所示，位于豎直平所示，位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，由一段斜的直軌面內(nèi)的光滑軌道，由一段斜的直軌道和與之相切的圓形軌道連接而道和與之相切的圓形軌道連接而成，圓形軌道的半徑為成，圓形軌道的半徑為R.一質(zhì)量為一質(zhì)量為m的小物塊從斜軌道上的某處由靜的小物塊從斜軌道上的某處由靜止開始下滑，然后沿圓形軌道運(yùn)止開始下滑，然后沿圓形軌道運(yùn)圖圖783動(dòng)要求物塊能通過圓形軌道最高點(diǎn)，且在該最高點(diǎn)與軌動(dòng)要