高中物理 第四章 機(jī)械能守恒定律

4.5

機(jī)械能守恒定律·綿竹中學(xué)2013年5月L1O4G日O·知識(shí)回顧·

機(jī)械能·動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的研究·

機(jī)械能守恒定律·

機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用思路一、二、三、四、·五、主要內(nèi)容機(jī)械能守恒定律知識(shí)回顧動(dòng)能物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量：重力勢(shì)能物體在一定高度所具有的能量：Ep=mgh彈性勢(shì)能發(fā)生彈性形變的各物體各部之間由于有彈力的相互作用而具有的能量知識(shí)回顧重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系動(dòng)能定理合力所做的總功等于物體動(dòng)能的變化：重力做的功等于物體重力勢(shì)能的減少量：WG

=

－△EP

=EP1

-

EP2彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系重力做的功等于物體彈性勢(shì)能的減少量：WT

=

－△EP

=EP1

-

EP2一、機(jī)械能·概念：動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的統(tǒng)稱?？倷C(jī)械能為動(dòng)能和勢(shì)能之和?！け磉_(dá)式：E=Ek

+Ep·機(jī)械能是標(biāo)量，具有相對(duì)性：先選取參考平面和參考系才能確定機(jī)械能（一般選地面）·機(jī)械能中的勢(shì)能具有系統(tǒng)性：是物體和地球(或物體和彈簧)所共有的二、動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化觀察思考設(shè)問(wèn);在動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化中是否存在某種定量關(guān)系呢?二、動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化規(guī)律實(shí)驗(yàn)探究結(jié)論:一定條件下，系統(tǒng)的機(jī)械能在系統(tǒng)內(nèi)的動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中保持守恒.二、動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化規(guī)律1.動(dòng)能與重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)分析小球由A→B：重力做正功，重力勢(shì) 能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。小球由B→C：重力做負(fù)功，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能?！BC結(jié)論：在重力做功的情況下，動(dòng)能與重力勢(shì)能可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化小鋼球二、動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化規(guī)律FvG小鋼球f思考：小球由左擺到右時(shí)，能否達(dá)到相同的高度？2.動(dòng)能與重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的研究二、動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化規(guī)律G小鋼球Tf、小球受力分析、做功與做功效果分析實(shí)現(xiàn)機(jī)械能的轉(zhuǎn)化消耗動(dòng)能拉力T:不做功重力G:做功阻力f：做功二、動(dòng)能與勢(shì)能相互規(guī)律如果只有重力做功意味著沒(méi)有消耗則會(huì)有:

E總=恒量(3)、猜想(1)建立情景：在只有重力做功的情況下，如自由落體運(yùn)動(dòng)或拋體運(yùn)動(dòng)或沿光滑曲面下滑．理論探究OBv1v2

Ah1h1二、動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化規(guī)律重力做功與

重力勢(shì)能關(guān)系:WG＝-

ΔEP=

mgh1

-

mgh2由此得:-

=

mgh1

-

mgh2即:動(dòng)能定理：W總=WG=ΔEk=EK2-EK1重力做功：WG=

-ΔEk=EP1-EP2E2=E1結(jié)論：在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與重力勢(shì)能可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。二、動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化規(guī)律二、動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化規(guī)律那么，彈性勢(shì)能的情況呢？同樣可以證明：在只有彈簧彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和彈性勢(shì)能可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。v二、動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化規(guī)律總結(jié)：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。若有系統(tǒng)外的其

它力做功，且代

數(shù)和不為零則有：W其它=ΔE=E2-E1三、機(jī)械能守恒定律·

機(jī)械能守恒定律在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。1、內(nèi)容：三、機(jī)械能守恒定律·

機(jī)械能守恒定律守恒觀點(diǎn):

E2

=

E1即

EK2+EP2=

EK1+EP1轉(zhuǎn)化觀點(diǎn):△EK

=-△EP轉(zhuǎn)移觀點(diǎn):△EA

=-△EB2、表達(dá)式：三、機(jī)械能守恒定律·

機(jī)械能守恒定律B、從能量轉(zhuǎn)化角度分析只有系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，無(wú)其它形式能量之間（如內(nèi)能）轉(zhuǎn)化。3、適用條件：只有系統(tǒng)內(nèi)重力或彈力做功A、從做功角度分析只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力做功，其它力不做功（或其它力所做功之和為零）。四、機(jī)械能守恒定律應(yīng)用思路選對(duì)象定初末列方程選取研究對(duì)象——物體或者系統(tǒng)。判守恒根據(jù)對(duì)象所經(jīng)歷過(guò)程進(jìn)行受力、做功分析判斷機(jī)械能是否守恒。恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研究對(duì)象在初、末態(tài)時(shí)的機(jī)械能。問(wèn)題根據(jù)機(jī)械能守恒解

定律列方程，進(jìn)決！

行求解。?如圖所示，下列關(guān)于機(jī)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(guò)程中，A機(jī)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(jī)械能守恒．

C．丙圖中，不計(jì)任何阻力時(shí)A加速下落，B加速上升過(guò)程中，A、B機(jī)械能守恒

D．丁圖中，小球沿水平面做勻速圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球的機(jī)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(jī)械能守恒，但物體A機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)．乙圖中物體B除受重力外，還受彈力，彈力對(duì)

B做負(fù)功，機(jī)械能不守恒，但從能量特點(diǎn)看A、B

組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，B錯(cuò)．丙圖中繩子張力對(duì)

A做負(fù)功，對(duì)B做正功，代數(shù)和為零，A、B機(jī)械能守恒，C對(duì)．丁圖中動(dòng)能不變，勢(shì)能不變，機(jī)械能守恒，D對(duì)．·答案：CD機(jī)械能守恒D.運(yùn)動(dòng)的物體，若受合外力為零，則其機(jī)械能一定守恒E.做勻變速運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能不可能守恒點(diǎn)評(píng)：機(jī)械能是否守恒與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)【變式訓(xùn)練】下列說(shuō)法中，正確的是(

C

)A.做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能一定守恒B.合外力對(duì)物體不做功，物體的機(jī)械能一定守恒

C.物體只發(fā)生動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化時(shí)，物體的·如圖所示，在水平桌面上的A點(diǎn)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出，不計(jì)空氣阻力，求它到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大?。?/p>

【題后總結(jié)】解法三的表達(dá)式研究的是變化量，無(wú)需選擇參考平面，這給問(wèn)題的分析和方程的建立帶來(lái)了很大方便，但在具體問(wèn)題中，一定要弄清楚是增加量還是減少量．點(diǎn)拔:W其它=ΔE=E2-E1應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題，只需考慮運(yùn)動(dòng)的始末狀態(tài)，不必考慮