機械能守恒定律公開課課件

1、知識回顧知識回顧1. 重力勢能公式重力勢能公式 2.重力做功和重力勢能的關(guān)系式？重力做功和重力勢能的關(guān)系式？3.動能定理的表達式？動能定理的表達式？ 21PPEEWG221mvEkmghEP12KKEEW合動能的公式動能的公式能量：能量：energy 做功：做功：work 一、機械能一、機械能PkEEE2 2、機械能機械能包括包括動能、重力勢能、彈性勢動能、重力勢能、彈性勢能能， 用符號用符號 E E 表示表示。3.3.機械能是機械能是標量標量，具有，具有相對性相對性1.1.概念：概念：2.2.表達式：表達式：1 1、定義：物體的動能和勢能之和稱為、定義：物體的動能和勢能之和稱為物體的機械能。

2、物體的機械能。 質(zhì)量為質(zhì)量為2Kg2Kg的小球在距離地面的小球在距離地面10m10m高處瞬時速度高處瞬時速度是是10m/s10m/s，求出此刻小球的機械能，求出此刻小球的機械能?(g=10m/s?(g=10m/s2 2) ) （以地面為參考面或者以拋出點為參考面）（以地面為參考面或者以拋出點為參考面）練一練練一練h=10mv= 10m/smA重力做功：動能重力做功：動能 重力勢能重力勢能彈力做功：動能彈力做功：動能 彈性勢能彈性勢能二、機械能之間可以互相轉(zhuǎn)化二、機械能之間可以互相轉(zhuǎn)化即即通過重力或彈簧彈力做功，機械能可以從一通過重力或彈簧彈力做功，機械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式。種形式轉(zhuǎn)

3、化成另一種形式。0808奧運蹦床冠軍何雯娜奧運蹦床冠軍何雯娜 小鋼球小鋼球GFvf小球擺動實驗小球擺動實驗試分析：試分析：1.1.小球受哪些力的作用？小球受哪些力的作用？2.2.哪些力對小球做功？哪些力對小球做功？3.3.能量之間有轉(zhuǎn)化嗎？能量之間有轉(zhuǎn)化嗎？mgmgF FmgmgF F小球擺到另一側(cè)相同高度說明了什么？小球擺到另一側(cè)相同高度說明了什么？小球的能量轉(zhuǎn)化有定量的關(guān)系嗎？小球的能量轉(zhuǎn)化有定量的關(guān)系嗎？ 情境：情境：質(zhì)量為質(zhì)量為mm的物體自由下落過的物體自由下落過程中，經(jīng)過高度程中，經(jīng)過高度h h1 1的的A A點時速度為點時速度為v v1 1，下落至高度下落至高度h h2 2的的B

4、B點處速度為點處速度為v v2 2，不計，不計空氣阻力，取地面為參考平面，試寫出空氣阻力，取地面為參考平面，試寫出物體在物體在A A點時的機械能和點時的機械能和B B點時的機械點時的機械能，并找到這兩個機械能之間的數(shù)量關(guān)能，并找到這兩個機械能之間的數(shù)量關(guān)系。系。h1v1v2mh2ABA A點點B B點點12121mghmvEEEPAkAA22221mghmvEEEPBkBBh1v1v2mh2AB由以上兩式得由以上兩式得2221121122mvmvmghmgh2222111122mvmghmvmgh移項得移項得2211kpkpEEEE結(jié)論結(jié)論地面為參考面地面為參考面由根據(jù)動能定理得由根據(jù)動能定理

5、得GW21222121mvmv 由重力做功與重由重力做功與重力勢能的關(guān)系得力勢能的關(guān)系得GW21mghmgh 在在只有重力做功只有重力做功的物體系內(nèi)，的物體系內(nèi)，動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而機械能的總量保持不變。機械能的總量保持不變。同樣可以證明：同樣可以證明： 在在只有彈簧彈力做功只有彈簧彈力做功的物體系的物體系內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而物體機械能的總量也保持不變。物體機械能的總量也保持不變。結(jié)結(jié) 論論1 1. .內(nèi)容：內(nèi)容：在只有在只有重力重力或或彈力彈力做功的物體系統(tǒng)做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能可以互相轉(zhuǎn)化，而內(nèi)，動能和勢

6、能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持總的機械能保持不變不變。2 2. .表達式：表達式：1122pkpkEEEE條件條件12EE 或者：三、機械能守恒定律三、機械能守恒定律1.動能增加，勢能一定減小，動能增加，勢能一定減小，并且，動能增加量等于勢能減小量。并且，動能增加量等于勢能減小量。2.動能減小，勢能一定增加，動能減小，勢能一定增加，并且，動能減小量等于勢能增加量。并且，動能減小量等于勢能增加量。pkEE（動能的增加等于勢能的減少）（動能的增加等于勢能的減少）或或守恒和相等的區(qū)別守恒和相等的區(qū)別 1. 1.守恒：守恒：如果某一個物理量在某個如果某一個物理量在某個過程中始終保持不變，那么我們就過

7、程中始終保持不變，那么我們就說這個物理量在此過程中守恒說這個物理量在此過程中守恒. .2.2.相等：相等：如果一個物理量在兩點的如果一個物理量在兩點的值一樣，那么我們就說這個物理量值一樣，那么我們就說這個物理量在這兩點相等在這兩點相等. .機械能守恒定律成立的條件：機械能守恒定律成立的條件： 只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力做功，其只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力做功，其它力不做功（或其它力合力所做功為零）它力不做功（或其它力合力所做功為零）A A、從做功角度分析、從做功角度分析B B、從能量轉(zhuǎn)化角度分析、從能量轉(zhuǎn)化角度分析 只有系統(tǒng)內(nèi)動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，只有系統(tǒng)內(nèi)動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，無其它形式能量之間（如內(nèi)

8、能）轉(zhuǎn)化。無其它形式能量之間（如內(nèi)能）轉(zhuǎn)化。 只有重力或彈力做功只有重力或彈力做功. . 下列所述的實例中（均不計空氣阻力），下列所述的實例中（均不計空氣阻力），機械能守恒的是（機械能守恒的是（ ）（多選）（多選） A. A.石塊自由下落的過程石塊自由下落的過程 B. B.人乘電梯加速上升的過程人乘電梯加速上升的過程 C. C.投出的鉛球在空中運動的過程投出的鉛球在空中運動的過程 D. D.木箱沿粗糙斜面勻速下滑的過程木箱沿粗糙斜面勻速下滑的過程A C練一練練一練AOGFCLhLcos 把一個小球用把一個小球用細繩懸掛起來，就細繩懸掛起來，就成為一個擺。擺長成為一個擺。擺長為為L L，最大偏角

9、為，最大偏角為。小球運動到最底位小球運動到最底位置時的速度是多大？置時的速度是多大？cosLL)cos1 ( L解：解： 以最低點為零勢能面以最低點為零勢能面221)cos1 (mvmgL)cos1(2gLv)cos1 (1mgLE2221mvE 最低點的最低點的O O機械能為機械能為最高點的最高點的A A機械能為機械能為只有重力做功，機只有重力做功，機械能守恒，得：械能守恒，得：12EE AOC ChcosL)cos1 (L機械能守恒定律解題的一般步驟機械能守恒定律解題的一般步驟 (1) (1) 選取選取研究對象研究對象( (物體或系統(tǒng)物體或系統(tǒng)) ) (2)(2)對研究對象受力分析，對研究

10、對象受力分析，判斷機械能是否判斷機械能是否守恒守恒。(3)(3)恰當選取參考平面恰當選取參考平面，確定研究對象初狀，確定研究對象初狀態(tài)和末狀態(tài)的機械能。態(tài)和末狀態(tài)的機械能。(4)(4)利用機械能守恒定律列方程，求解。利用機械能守恒定律列方程，求解。跳水運動員從跳水運動員從10 m10 m高的跳臺上跳下，在運高的跳臺上跳下，在運動員下落的過程中動員下落的過程中( )( )A A運動員的動能增加，重力勢能增加運動員的動能增加，重力勢能增加 B B運動員的動能減少，重力勢能減少運動員的動能減少，重力勢能減少C C運動員的動能減少，重力勢能增加運動員的動能減少，重力勢能增加 D D運動員的動能增加，重

11、力勢能減少運動員的動能增加，重力勢能減少D鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)練習(xí)練習(xí):除除1外都不計空氣阻力，哪些情況機械能是守恒的？外都不計空氣阻力，哪些情況機械能是守恒的？1.1.跳傘員利用降落傘在空跳傘員利用降落傘在空氣中勻速下落氣中勻速下落2.2.用力用力F F拉著一個物體沿著拉著一個物體沿著光滑的斜面勻速上升光滑的斜面勻速上升3. 3. 用細繩系一小球，使小球用細繩系一小球，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動在豎直平面內(nèi)做圓周運動 4 4輕彈簧拴一小球在豎直輕彈簧拴一小球在豎直方向做往復(fù)運動方向做往復(fù)運動mgmgmgmgFFFF彈NF鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)如圖所示，把一塊質(zhì)量是如圖所示，把一塊質(zhì)量是3.0kg3.

12、0kg的石頭，從的石頭，從20m20m高處的山崖高處的山崖上以上以3030角，角，5 m/s5 m/s的速度朝斜上方拋出。（空氣阻力不計）的速度朝斜上方拋出。（空氣阻力不計） 求石頭落地時速度的大小。求石頭落地時速度的大小。2202121mvmvmgh由機械能守恒定律知：由機械能守恒定律知：21EE 20121mvmghE2221mvE 最低點的最低點的B B機械能為機械能為最高點的最高點的A A機械能為機械能為解：解：所以，石頭落地的速度為：所以，石頭落地的速度為：鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)smvghv/25220概概 念：念：表達式：表達式：PkEEE機械能是標量，具有相對性機械能是標量，具有相對性

13、定律內(nèi)容定律內(nèi)容表達式表達式條件條件: :只有重力或彈簧彈力做功。只有重力或彈簧彈力做功。2212211122mvmghmvmgh1122kpkpEEEE21EE 課堂小結(jié)機械能是機械能是動能、重力勢能、動能、重力勢能、彈性勢能彈性勢能的統(tǒng)稱的統(tǒng)稱機械能守恒定律機械能守恒定律機械能機械能1、英才園地、英才園地2 2、p78p78頁（頁（1414）題）題課后作業(yè)課后作業(yè)一小球在真空中自由下落，另一同樣小球在一小球在真空中自由下落，另一同樣小球在黏性較大的液體中由靜止開始下落。下落相黏性較大的液體中由靜止開始下落。下落相同高度。同高度。1.1.重力做的功是否相同？重力做的功是否相同？2.2.重力勢

14、能的變化相等嗎？重力勢能的變化相等嗎？3.3.重力勢能分別轉(zhuǎn)化成什么形式的能量。重力勢能分別轉(zhuǎn)化成什么形式的能量。 共同分析思考與討論共同分析思考與討論如圖長如圖長L=0.4mL=0.4m的細繩上端固定，的細繩上端固定，下端系一個質(zhì)量下端系一個質(zhì)量m=0.1kgm=0.1kg的小球的小球. .將小球拉起至細繩與豎直方向?qū)⑿∏蚶鹬良毨K與豎直方向成成6060角的位置，然后無初速角的位置，然后無初速釋放釋放. .不計各處阻力，求小球通不計各處阻力，求小球通過最低點時，細繩對小球拉力過最低點時，細繩對小球拉力多大？取多大？取g=10m/sg=10m/s2 2. .例題拓展例題拓展60600 0若小球擺到最低點時繩子斷若小球擺到最低點時繩子斷裂，小球水平飛出時的離地裂，小球水平飛出時的離地高度為高度為H H，則，則1.1.從飛出到落地的時間從飛出到落地的時間? ?2.2.小球落地時的速度多大？小球落地時的速度多大？3.3.落地的速度方向？落地