機(jī)械能守恒定律.ppt - 漳州市教育局－－－首頁

1、2.3 能量守恒定律能量守恒定律 楊寶嬌考點(diǎn)知識梳理考點(diǎn)知識梳理 “只有重力和彈力做功只有重力和彈力做功”這一條件可理解為包含這一條件可理解為包含下列兩種情況；下列兩種情況；只受重力或彈力；只受重力或彈力；除重力和除重力和彈力外，其它力不做功（或其它力做功的代數(shù)和彈力外，其它力不做功（或其它力做功的代數(shù)和為零）。為零）。 動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化和守恒動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化和守恒實(shí)驗(yàn)籌劃實(shí)驗(yàn)籌劃1、實(shí)驗(yàn)需要測量哪些物理量？、實(shí)驗(yàn)需要測量哪些物理量？2、有哪幾個(gè)物理量會很難測量？、有哪幾個(gè)物理量會很難測量？3、怎樣設(shè)計(jì)一個(gè)最簡單的實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行研究？、怎樣設(shè)計(jì)一個(gè)最簡單的實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行研究？實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法

2、利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究自由落體運(yùn)動中重力利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究自由落體運(yùn)動中重力做功與物體動能變化的關(guān)系？做功與物體動能變化的關(guān)系？實(shí)驗(yàn)原理和數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和數(shù)據(jù)1、重力勢能的變化：、重力勢能的變化：2、動能的變化：、動能的變化：3、質(zhì)量、質(zhì)量m不用測量不用測量h用刻度尺測量用刻度尺測量2kmv21E v用用 計(jì)算計(jì)算 2Tssvv212t E P=mgh 動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化和守恒動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化和守恒實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、重錘、鐵架臺、刻度尺打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、重錘、鐵架臺、刻度尺1、把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按裝在鐵架臺上。、把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按裝在鐵架臺上。2、把紙帶的一端在重錘上用夾

3、子固定好，另一、把紙帶的一端在重錘上用夾子固定好，另一 端穿過計(jì)時(shí)器的限位孔，用手豎提起紙帶使重端穿過計(jì)時(shí)器的限位孔，用手豎提起紙帶使重錘?？吭谟?jì)時(shí)器附近。錘?？吭谟?jì)時(shí)器附近。3、接通電源，松開紙帶，讓重錘自由下落。、接通電源，松開紙帶，讓重錘自由下落。4、重復(fù)三次，挑選點(diǎn)跡清晰的紙帶使用。、重復(fù)三次，挑選點(diǎn)跡清晰的紙帶使用。 動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化和守恒動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化和守恒 動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化和守恒動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化和守恒數(shù)據(jù)及計(jì)算數(shù)據(jù)及計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：(O C)0.304m0.7800.305m3.11(0 B)0.171m0.5850.172m1.75(O A)動能增量動

4、能增量Ek(J)末速度末速度v(ms-1)重力勢能的變化重力勢能的變化E P(J )下落距離下落距離h(cm)過程過程4.87設(shè)重錘質(zhì)量為設(shè)重錘質(zhì)量為m mOACB1.753.114.870.77在誤差允許的范圍內(nèi)，重力勢能的變化量在誤差允許的范圍內(nèi)，重力勢能的變化量等于物體動能的等于物體動能的變化量。 動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化和守恒動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化和守恒 動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化和守恒動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化和守恒誤差分析誤差分析1、本實(shí)驗(yàn)中系統(tǒng)誤差的主要來源是什么？、本實(shí)驗(yàn)中系統(tǒng)誤差的主要來源是什么？2、為什么重力做的功總是略大于重錘動能的、為什么重力做的功總是略大于重錘動能的增量？增量？ 計(jì)算時(shí)

5、所選的計(jì)數(shù)點(diǎn)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離紙帶上的計(jì)算時(shí)所選的計(jì)數(shù)點(diǎn)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離紙帶上的第一點(diǎn)，以減小測量和計(jì)算的誤差。第一點(diǎn)，以減小測量和計(jì)算的誤差。另外要注意另外要注意：5 5判斷機(jī)械能是否守恒的方法判斷機(jī)械能是否守恒的方法 (1)(1)用做功來判斷：分析物體或物體受力情況用做功來判斷：分析物體或物體受力情況( (包括內(nèi)力和外力包括內(nèi)力和外力) )，明確各力做功的情況，若對物，明確各力做功的情況，若對物體或系統(tǒng)只有重力或彈力做功，沒有其他力做功或體或系統(tǒng)只有重力或彈力做功，沒有其他力做功或其它力做功的代數(shù)和為零，則機(jī)械能守恒。其它力做功的代數(shù)和為零，則機(jī)械能守恒。 (2)(2)用能量轉(zhuǎn)化來判定：若物體系中只有動

6、能和用能量轉(zhuǎn)化來判定：若物體系中只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機(jī)械能與其它形式的能的轉(zhuǎn)化，勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機(jī)械能與其它形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒。則物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒。 (3)(3)對一些繩子突然繃緊，物體間非彈性碰撞等對一些繩子突然繃緊，物體間非彈性碰撞等問題，除非題目特別說明，機(jī)械能必定不守恒，完問題，除非題目特別說明，機(jī)械能必定不守恒，完全非彈性碰撞過程機(jī)械能也不守恒。全非彈性碰撞過程機(jī)械能也不守恒。 6 6、步驟、步驟 (1)(1)選取研究對象選取研究對象物體系或物體物體系或物體 (2)(2)根據(jù)研究對象所經(jīng)歷的物理過程，進(jìn)行受力根據(jù)研究對象所經(jīng)歷的物理過程，進(jìn)行受力和做功分

7、析，判斷機(jī)械能是否守恒。和做功分析，判斷機(jī)械能是否守恒。 (3)(3)恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研究對象在過程恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研究對象在過程的初末態(tài)時(shí)的機(jī)械能。（的初末態(tài)時(shí)的機(jī)械能。（列表格的形式列表格的形式） (4)(4)根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程，進(jìn)行求解。根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程，進(jìn)行求解。6.能量守恒定律（1）內(nèi)容（2）第一類永動機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的原因典型例題解析典型例題解析 練習(xí)、練習(xí)、一質(zhì)量為一質(zhì)量為m m的木塊放在地面上，用一根輕的木塊放在地面上，用一根輕彈簧連著木塊，如圖示，用恒力彈簧連著木塊，如圖示，用恒力F F拉彈簧，使木拉彈簧，使木塊離開地面，如果力塊離開地面，如果力F F

8、的作用點(diǎn)向上移動的距離的作用點(diǎn)向上移動的距離為為h h，則（，則（ ）A. A. 木塊的重力勢能增加了木塊的重力勢能增加了FhFhB. B. 木塊的機(jī)械能增加了木塊的機(jī)械能增加了FhFhC. C. 拉力做的功為拉力做的功為FhFhD. D. 木塊的動能增加了木塊的動能增加了FhFhFmC例例2. 一個(gè)物體在平衡力的作用下運(yùn)動一個(gè)物體在平衡力的作用下運(yùn)動,則在該物體的運(yùn)動則在該物體的運(yùn)動過程中過程中, 物體的物體的 ( ) A. 機(jī)械能一定保持不變機(jī)械能一定保持不變 B. 動能一定保持不變動能一定保持不變 C. 動能保持不變動能保持不變, 而重力勢能可能變化而重力勢能可能變化 D. 若重力勢能發(fā)

9、生了變化若重力勢能發(fā)生了變化, 則機(jī)械能一定發(fā)生變化則機(jī)械能一定發(fā)生變化B C D 練習(xí)練習(xí)1 1. .下列運(yùn)動物體，機(jī)械能守恒的有下列運(yùn)動物體，機(jī)械能守恒的有( )( )A.A.物體沿斜面勻速下滑物體沿斜面勻速下滑B.B.物體沿豎直平面內(nèi)的圓形軌道做勻速圓周運(yùn)動物體沿豎直平面內(nèi)的圓形軌道做勻速圓周運(yùn)動C.C.跳傘運(yùn)動員在空中勻速下落跳傘運(yùn)動員在空中勻速下落D.D.沿光滑曲面自由下滑的木塊沿光滑曲面自由下滑的木塊D二二.機(jī)械能守恒定律的理解及應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的理解及應(yīng)用練習(xí)練習(xí)2.2.下列關(guān)于機(jī)械能守恒的說法中正確的是下列關(guān)于機(jī)械能守恒的說法中正確的是A.A.做勻速運(yùn)動的物體做勻速運(yùn)動的物體

10、, ,其機(jī)械能一定守恒其機(jī)械能一定守恒 ( )( )B.B.做勻加速運(yùn)動的物體做勻加速運(yùn)動的物體, ,其機(jī)械能一定不守恒其機(jī)械能一定不守恒C.C.做勻速圓周運(yùn)動的物體做勻速圓周運(yùn)動的物體, ,其機(jī)械能一定守恒其機(jī)械能一定守恒D.D.以上說法都不正確以上說法都不正確D練習(xí)練習(xí)3 3、 以下說法正確的是（以下說法正確的是（ ）（A A）系統(tǒng)受到合外力為零時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能和總系統(tǒng)受到合外力為零時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能和總動量都守恒動量都守恒（B B）一個(gè)物體做勻速運(yùn)動，它的機(jī)械能一定守恒）一個(gè)物體做勻速運(yùn)動，它的機(jī)械能一定守恒（C C）一個(gè)物體所受的合外力不為零，它的機(jī)械能）一個(gè)物體所受的合外力不為零，它的

11、機(jī)械能可能守恒可能守恒（D D） 一個(gè)物體所受合外力的功為零，它一定保一個(gè)物體所受合外力的功為零，它一定保持靜止或勻速直線運(yùn)動持靜止或勻速直線運(yùn)動C 練習(xí)練習(xí)4.4. 下列說法中錯(cuò)誤的是（下列說法中錯(cuò)誤的是（ ）（A A）物體的機(jī)械能守恒時(shí)，一定只受到重力和）物體的機(jī)械能守恒時(shí)，一定只受到重力和 彈力的作用彈力的作用（B B）物體處于平衡狀態(tài)時(shí)機(jī)械能一定守恒）物體處于平衡狀態(tài)時(shí)機(jī)械能一定守恒（CC）在重力勢能和動能的轉(zhuǎn)化中，物體除受重）在重力勢能和動能的轉(zhuǎn)化中，物體除受重 力外還受其他力時(shí)，其機(jī)械能可以守恒力外還受其他力時(shí)，其機(jī)械能可以守恒（D D）物體重力勢能和動能之和增大時(shí)，必定是）物體重

12、力勢能和動能之和增大時(shí)，必定是 有重力以外的力對它做了功有重力以外的力對它做了功A B例例3 3、如下圖所示，小球從高處下落到豎直放如下圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧置的輕彈簧 上，在將彈簧壓縮到最短的整個(gè)上，在將彈簧壓縮到最短的整個(gè)過程中，下列關(guān)于能量過程中，下列關(guān)于能量 的敘述中正確的是的敘述中正確的是（ ） （A A）重力勢能和動能之和總保持不變）重力勢能和動能之和總保持不變（B B）重力勢能和彈性勢能之和總保持不變）重力勢能和彈性勢能之和總保持不變（C C）動能和彈性勢能之和總保持不變）動能和彈性勢能之和總保持不變（D D）重力勢能、彈性勢能和動能）重力勢能、彈性勢能和動能之和總保持不變之和總保持不變D【例【例4 4】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，如圖所示鏈條的一半垂于桌邊，如圖所示現(xiàn)由靜止開始使鏈現(xiàn)由靜止開始使鏈條自由滑落，當(dāng)它全部脫離桌面時(shí)的速度為多大條自由滑落，當(dāng)它全部脫離桌面時(shí)的速度為多大? ?【解析】因桌面光滑，鏈條雖受桌面的支持力，但支【解析】因桌面光滑，鏈條雖受桌面的支持力，但支持力對鏈條不做功，在鏈條下滑過程中只有重力對鏈持力對鏈條不做功，在鏈條下滑過程中只有重力對鏈條做功，故鏈條下滑過程中機(jī)械能守恒條做功，故鏈條下滑過程中機(jī)械能守恒 設(shè)鏈條總質(zhì)