人教版高中物理《机械能守恒定律》4课件.ppt

1、第一页，共21页。3.动能：动能：2.弹性势能弹性势能：4.动能定理：动能定理：1.重力势能：重力势能：复习回顾复习回顾2p21klE 合合外外力所做的总功等于物体动能的变化力所做的总功等于物体动能的变化第二页，共21页。0808奥运蹦床冠军何雯娜奥运蹦床冠军何雯娜2.下落到接近蹦床的过程：重力做正功，重力势能减少重力做正功，重力势能减少动能增加动能增加1.(离开蹦床离开蹦床)上升过程：有初速度有初速度重力做负功，重力势能增加重力做负功，重力势能增加动能减少动能减少重力势能重力势能动能动能动能动能重力势能重力势能重力做功：重力势能重力做功：重力势能 动能动能弹力做功：弹性势能弹力做功：弹性势能

2、 动能动能第三页，共21页。一一.机械能机械能1.定义：定义：2.表达式：表达式：PkEEE机械能是机械能是动能、重力势能、弹性势动能、重力势能、弹性势能能总和的统称，总和的统称，用符号用符号 E 表示表示3.机械能是机械能是标量标量，具有，具有相对性相对性第四页，共21页。JmghmvEEEPk300212质量为质量为2Kg2Kg的小球在距离地面的小球在距离地面10m10m高处瞬时速度是高处瞬时速度是10m/s10m/s，求出此刻小球的机械能，求出此刻小球的机械能?(g=10m/s?(g=10m/s2 2)解：JmghmvEEEpk10021121(以以10m10m高处为参考平面高处为参考平

3、面)3.机械能是机械能是标量标量，具有，具有相对性相对性（以地面为参考面）（以地面为参考面）第五页，共21页。mgmgF F小球摆到另一侧相同高度说明了什么？小球摆到另一侧相同高度说明了什么？试分析：试分析：1.1.小球受哪些力的作用？小球受哪些力的作用？2.2.哪些力对小球做功？哪些力对小球做功？3.3.能量之间有转化吗？能量之间有转化吗？小球摆动实验小球摆动实验机械能机械能COA第六页，共21页。机械能机械能由动能定理可得h1v1v2mh2AB1122kpkpEEEE21222121mvmvWGo自由落体运动：只有重力做功由以上得2212211122mghmghmvmv移项得2211221

4、122mvmghmvmgh21mghmghWG或21EE 第七页，共21页。第八页，共21页。08奥运蹦床冠军何雯娜(以10m高处为参考平面)下列所述的实例中（均不计空气阻力），机械能守恒的是（）（多选）小球与弹簧组成的系统的机械能变化如何？小球运动到最底位置时的速度是多大？如势能的减小量等于动能的增加量.应用机械能解题的一般步骤重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变只有系统内动能和势能相互转化，无其它形式能量之间（如内能）转化。2、机械能守恒定律的表达式木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程重力做功：重力势能 动能4、选择合适的表达式列式求解机械能是标量，具有相对性只有系统内动能和势能相互转化，无其它

5、形式能量之间（如内能）转化。机械能是标量，具有相对性只有重力或弹簧弹力做功.重力做负功，重力势能增加投出的铅球在空中运动的过程(离开蹦床)上升过程：有初速度v光滑水平面光滑水平面 小球以初速度小球以初速度v v压缩弹簧压缩弹簧,接触面光滑接触面光滑.思考：思考：1.小球的机械能变化如何？小球的机械能变化如何？小球在压缩过程中，动能减小，弹簧发生形变，势能增小球在压缩过程中，动能减小，弹簧发生形变，势能增加加此过程中只有弹簧的弹力做功，系统（小球和弹簧）的机此过程中只有弹簧的弹力做功，系统（小球和弹簧）的机械能保持不变械能保持不变（小球的机械能转移到弹簧）小球的机械能转移到弹簧）机械能机械能2.

6、小球与弹簧组成的系统的机械能变化如何？小球与弹簧组成的系统的机械能变化如何？第九页，共21页。结论：结论：系统内系统内只有只有弹力做功时，弹力做功时，系统机械能不变。系统机械能不变。第十页，共21页。二二.机械能守恒定律机械能守恒定律1.内容：内容：在只有在只有重力重力或弹簧或弹簧弹力弹力做功的物体系统内，做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持持不变不变。条件条件1222PKPKEEEE注意（需要确定参考平面）注意（需要确定参考平面）2、机械能守恒定律的表达式、机械能守恒定律的表达式1.按状态按状态：状态：状态1的机械能等于状态的机械能

7、等于状态2的机械能。的机械能。第十一页，共21页。1221PPKKEEEE2.按能量形式按能量形式：注意：注意：势能变化量是绝对的，所以此势能变化量是绝对的，所以此式子，避免了系统内多个对象统一参式子，避免了系统内多个对象统一参考平面的问题。（使用率最高）考平面的问题。（使用率最高）如如势能势能的的减小量减小量等于等于动能动能的的增加量增加量.第十二页，共21页。3.按对象按对象：1122-E-EE E假设系统内有假设系统内有两个对象两个对象，对象，对象1机械能的机械能的减小量减小量等于对象等于对象2机械能的机械能的增加量增加量。第十三页，共21页。只有系统内动能和势能相互转化，无其它形式能量

8、之间（如内能）转化。2、机械能守恒定律的表达式机械能是标量，具有相对性小球的机械能变化如何？只有系统内动能和势能相互转化，无其它形式能量之间（如内能）转化。假设系统内有两个对象，对象1机械能的减小量等于对象2机械能的增加量。假设系统内有两个对象，对象1机械能的减小量等于对象2机械能的增加量。投出的铅球在空中运动的过程机械能是标量，具有相对性只有重力或系统内弹簧弹力做功，其它力不做功（或其它力合力所做功为零）重力势能和弹性势能之和总保持不变小球与弹簧组成的系统的机械能变化如何？如势能的减小量等于动能的增加量.小球摆到另一侧相同高度说明了什么？下落到接近蹦床的过程：投出的铅球在空中运动的过程重力势

9、能和弹性势能之和总保持不变小球与弹簧组成的系统的机械能变化如何？小球在压缩过程中，动能减小，弹簧发生形变，势能增加此过程中只有弹簧的弹力做功，系统（小球和弹簧）的机械能保持不变（小球的机械能转移到弹簧）(离开蹦床)上升过程：有初速度机械能守恒定律成立的条件：机械能守恒定律成立的条件：只有只有重力或弹簧弹力做功重力或弹簧弹力做功.A.从做功角度分析从做功角度分析 只有重力或系统内弹簧弹力做功，其它力不做只有重力或系统内弹簧弹力做功，其它力不做功（或其它力合力所做功为零）功（或其它力合力所做功为零）B.从能量转化角度分析从能量转化角度分析 只有系统内动能和势能相互转化，无其它形只有系统内动能和势能

10、相互转化，无其它形式能量之间（如内能）转化。式能量之间（如内能）转化。强调强调第十四页，共21页。讨论讨论|：判断下列各运动机械能是否守恒：判断下列各运动机械能是否守恒V条件：不计空气阻力和摩擦阻力条件：不计空气阻力和摩擦阻力第十五页，共21页。下列所述的实例中（均不计空气阻力），机械能守下列所述的实例中（均不计空气阻力），机械能守恒的是（恒的是（）（多选）（多选）A.A.石块自由下落的过程石块自由下落的过程 B.B.人乘电梯加速上升的过程人乘电梯加速上升的过程 C.C.投出的铅球在空中运动的过程投出的铅球在空中运动的过程 D.D.木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程A C

11、练一练练一练第十六页，共21页。如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的应是（正确的应是（）A.A.重力势能和动能之和总保持不变重力势能和动能之和总保持不变B.B.重力势能和弹性势能之和总保持不变重力势能和弹性势能之和总保持不变C.C.动能和弹性势能之和保持不变动能和弹性势能之和保持不变D.D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变D第十七页，共21页。例题例题AOCL 把一个小球用细把一个小球用细绳

12、悬挂起来，就成为绳悬挂起来，就成为一个摆。摆长为一个摆。摆长为L L，最，最大偏角为大偏角为。小球运动。小球运动到最底位置时的速度到最底位置时的速度是多大？是多大？第十八页，共21页。例题例题解：解：以最低点为零势能面以最低点为零势能面221)cos1(mvmgL)cos1(2gLv)cos1(1mgLE2221mvE 最低点的最低点的O O机械能为机械能为最高点的最高点的A A机械能为机械能为只有重力做功，机械能守恒，得：只有重力做功，机械能守恒，得：12EE OhAC C)cos1(Lh忽略空气阻力忽略空气阻力第十九页，共21页。2、确定、确定研究过程研究过程，分析各力，分析各力做功做功及

13、及能量转能量转化化情况，情况，判断机械能是否守恒判断机械能是否守恒应用机械能解题的一般步骤应用机械能解题的一般步骤1、选取、选取研究对象研究对象（单个物体或系统）（单个物体或系统）3、确定研究对象在、确定研究对象在始末状态的机械能始末状态的机械能（需需确定参考平面确定参考平面）或）或机械能的变化机械能的变化情况情况4、选择、选择合适的表达式合适的表达式列式求解列式求解第二十页，共21页。课堂小结课堂小结概概 念：念：表达式：表达式：机械能是机械能是标量标量，具有，具有相对性相对性。定律内容定律内容表达式表达式只有只有重力重力或或弹簧弹力弹簧弹力做功。做功。2212211122mvmghmvmgh21EE 机械能是机械能是动能、重力势动能、重力势能、弹性势能能、弹性势能的统称的统称机械能守恒定律机械能守恒定律机械能机械能条件条件:第二十一页，共21页。