第三章势能机械能守恒定律

6、机械能守恒定律第三章势能机械能守恒定律一、势能•物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。它们的重力势能一样吗？如果不同，你认为重力势能和什么因素有关？重力势能大小跟质量和高度有关1.质量相同时,物体被举得越__重力势能越大2.被举高度相同时,物体的质量越__重力势能越大高大影响重力势能的因素Ep=mgh2007年9月10日《深圳晚报》报道：高空坠物再次敲响警钟！昨天下午4时许，深圳市南山区学府西路荔园小区综合楼三楼突降两块玻璃，砸向一过路女子的脖子，女子当时血流如注，后被急送到南山人民医院抢救，目前已脱离生命危险。弓被运动员拉弯竹竿被运动员压弯，发生弹性形变弹性势能•物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能。•弹性形变越大，弹性势能就越大。重力势能和弹性势能都是势能。一般地说，当物体间存在引力、斥力或弹力等相互作用时，由物体间相对位置决定的能量，都叫做势能。机械能动能和势能的总和叫做势能。1.下列物体具有何种形式的能:升空的火箭:;正在下落的雨滴:;被拉长的橡皮筋:.2.一架飞机在灾区上方水平匀速飞行，并不断向灾区空投救灾物资，则飞机在这个过程中，动能_____，势能______。(填“变大”或“变小”)动能、重力势能动能、重力势能弹性势能变小变小4.—物体沿斜面匀速下滑，物体的()A．动能增加，势能减小B．动能、势能都减小C．动能不变，势能减小D．动能、势能都增加3.唐诗中有“不尽长江滚滚来”的诗句，这动人的诗句生动、形象地反映了这条大河蕴藏了大量的能.动C5、在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中,让三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击,陷入沙坑中,如图所示,在此实验中,我们是通过观察来比较各铁块重力势能的大小?若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是hAhB,若A、C两铁块下落的高度相等，则两铁块质量的关系是mAmc.实验得出的结论是：物体重力势能的大小与有关。木桩陷入沙坑的深度物体的质量和被举的高度6.下表中给出了一头牛慢步行走和一颗飞行的子弹的一些数据：物体质量m(Kg)速度v(m/s)动能Ek(J)牛约600约0.5约75子弹约0.02约700约5×103分析数据,可以看出,对物体动能大小影响较大的因素是。你这样判断的依据是。物体的速度牛的质量较大，但速度较慢，动能并不大；子弹尽管质量不大，但速度大，动能大。引入新课演示实验：一个用细线悬挂的小球从左边开始摆动，记住它向右能够达到的最大高度。然后用一把直尺在一点挡住摆线，看看这种情况下所能达到的最大高度。你认为这个实验说明了什么？动能、重力势能、弹性势能属于力学范畴，统称为机械能，本节课我们就来研究有关机械能的问题。小钢球实验分析v实验中，小球的受力情况如何？◆受重力G和绳的拉力F作用各个力的做功情况如何？◆拉力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有重力对小球能做功。这个小实验说明了什么？◆小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化。在摆动过程中，小球总能回到原来的高度。可见，重力势能和动能的总和保持不变。即机械能保持不变。G弹性势能动能演示实验观察：动能与势能的相互转化，思考：动能与势能的相互转化是否存在某种定量的关系？重力势能动能光滑的过山车轨道翻滚过山车探寻动能与势能转化规律如图，一个质量为m的小球自由下落或做斜抛运动或竖直上抛，经过某高度为h１的A点时速度为v１，经过某高度为h2的B点时速度为v2，试写出小球在A点时的机械能EA和在B点时的机械能EB，并找出小球在A、B时所具有的机械能EA、EB之间的数量关系。Ov0BAh2h1v222211122GWmvmvh1h2Δh12GWmghmghv12222111122mvmghmvmgh只有重力作用的情况下，物体的机械能守恒。1、推导一、机械能守恒定律：（1）自由落体2122212121mvmvmghmgh故（2）曲线运动：一个物体沿着光滑的曲面滑下，在A点时动能为Ek1，重力势能为Ep1；在B点时动能为Ek2，重力势能为Ep2。试判断物体在A点的机械能E1和在B点的机械能E2的关系。111pkEEE222pkEEE12kkGEEW由动能定理：21ppGEEW又2112ppkkEEEE故1122pkpkEEEE得12EE即：GFN在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。v光滑水平面，设弹簧被压缩x1时弹性势能为EP1，动能为EK1,设弹簧被压缩x2时弹性势能为EP2，动能为EK2（3）动能和弹性势能间的转化111pkEEE222pkEEE12kkEEW弹由动能定理：21ppEEW弹又2112ppkkEEEE则1122pkpkEEEE故12EE即：在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。EK2+EP2=EK1+EP1即E2=E1ΔEk减=ΔEp增mgh2+mv22/2=mgh1+mv12/2（要选择零势面）二、机械能守恒定律：2、内容：3、表达式：守恒观点转化观点ΔEA=-ΔEB转移观点BAOF阻GFN假如物体还受其它力做功机械能是否还守恒?在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和重力势能可以相互转化时，机械能守恒三、机械能守恒的条件：在具体判断机械能是否守恒时，一般从以下几方①对于某个物体，只受重力（弹力）。②对于某个物体，受其它力，而其他力不做功，只有重力（弹力）做功；则该物体的机械能守恒。③对于某个物体，除重力（弹力）以外的力也做功，但它们做功的代数和为O，则机械能守恒。④对于由两个或两个以上物体(包括弹簧在内组成的系统，如果系统只有重力做功或弹力做功，物体间只有动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化，系统与外界没有机械能的转移，系统内部没有机械能与其他形式能的转化系统的机械能就守恒。三、机械能守恒的条件：无摩擦情况有摩擦情况思考：小球和弹簧构成的系统，机械能守恒吗？为什么？系统机械能守恒本质：弹性势能动能系统内弹簧弹力做功不会造成其他形式能量参与转化•结论：系统内只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒•本质：动能重力势能弹性势能只有重力与系统内弹簧弹力做功，不会造成其他形式能和外界能量参与转化例：下列实例中哪些情况机械能是守恒的用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。跳伞员利用降落伞在空中匀速下落抛出的篮球在空中运动（不计阻力）光滑水平面上运动的小球，把弹簧压缩后又被弹回来。v1.下列几种情况中，机械能一定守恒的是：A.做匀速直线（F合=0）运动的物体B.水平抛出的物体（不计空气阻力）C.固定光滑曲面上运动的物体，如图所示D.物体以0.8g的加速度竖直向上做匀减速运动随堂练习点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关2.如图所示，质量为m的物体，以速度v离开高为H的桌子，当它落到距地面高为h的A点时，在不计空气阻力的情况下，下列哪些说法是正确的（以地面为零势能面）：A.物体在A点具有的机械是mv2/2+mgHB.物体在A点具有的机械能是mvA2/2+mghC.物体在A具有的动能是mv2/2+mg(H-h)D.物体在A点具有的动能是mg(H-h)随堂练习应用：课本例题小结应用机械能守恒定律解题，只需考虑过程的初、末状态，不必考虑两个状态间过程的细节，这是它的优点。OBAθlGFT小结：应用机械能守恒定律的解题步骤(1)确定研究对象(2)对研究对象进行正确的受力析(3)判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件(4)视解题方便选取零势能参考平面，并确定研究对象在始、末状态时的机械能。(5)根据机械能守恒定律列出方程，或再辅之以其他方程，进行求解。Ｅ＝ＥＫ＋ＥＰ二、物体的动能和势能可以相互转化。a．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）b．只发生动能和势能间的相互转化。4．机械能守恒定律解题步骤课堂小结：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。三、机械能守恒定律E１=E2或Eｋ1+Ep1=EK2+EP2或△Ek=－△Ep（动能的增加等于势能的减少）一、机械能：1.内容：2．表达式：3．守恒条件：感谢专家的指导!谢谢！