§7-8机械能守恒定律优质课课件

学习目标1.知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化．2.会正确推导机械能守恒定律，理解机械能守恒定律的内容，知道其含义和适用条件．3.在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。知识回顾1、动能：2、重力势能：3、弹性势能：4、动能定理：5、重力做功与重力势能变化的关系：6、弹力做功与弹性势能变化的关系：221mvEk21222121mvmvW＝总mghEP21PPGEEW2p12Ekl机械能功能关系21PPGEEW弹一、机械能1、概念：动能、重力势能和弹性势能的统称。说明：物体的机械能为动能和势能之和。2、表达式：PkEEE3、机械能是标量，具有相对性：说明：先选取参考平面和参考系（一般选地面作参考）。二、动能和势能的相互转化重力势能转化为动能vv动能转化为重力势能自由落体竖直上抛重力势能减小动能增加动能减小重力势能增加重力势能动能重力做功重力势能动能重力做功弹性势能二、动能和势能的相互转化根据动能定理，有21222121mvmvWG根据重力做功与重力势能的关系可知：21mghmghWG由以上两式可得：121222mghmv21mghmv21A点B点12121mghmvEEEPAkAA22221mghmvEEEPBkBB即：三、机械能守恒定律推导：AB21222121mvmvWG21mghmghWGv结论：在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能保持不变。三、机械能守恒定律在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。1、内容：2、表达式：ΔEK=ΔEP守恒和相等的区别：1.守恒：如果某一个物理量在某个过程中始终保持不变，那么我们就说这个物理量在此过程中守恒.2.相等：如果一个物理量在两点的值一样，那么我们就说这个物理量在这两点相等.只有重力或系统内弹力做功，其它力不做功（或其它力做功代数和为零）。A.从做功角度分析B.从能量转化角度分析只有系统内动能和势能相互转化，无其它形式能量之间（如内能）的转化。只有重力或弹力做功.3．机械能守恒定律成立的条件：判一判：下列情境中物体系统的机械能守恒吗？乙甲ABCA沿光滑斜面下滑的木块V0F阻G匀速下降的降落伞平抛运动用细绳系一小球，使小球在竖直平面内做圆周运动摆动的小球（空气阻力不计)小球落到弹簧上例：把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆（如图），摆长为l,最大偏角为θ。如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度是多大？解：选择小球在最低位置时所在的水平面为参考平面。小球在最低点O时为末状态：末状态的动能：Ek2=1/2mv2重力势能：Ep2=0末状态的机械能为：Ek2+Ep2=1/2mv2根据机械能守恒定律有：Ek2+Ep2=Ek1+Ep1即1/2mv2=mgl(1-cosθ))cosθ2gl(1所以v=θOlAB小球在最高点A时为初状态：初状态的动能：Ek1=0初状态的重力势能：Ep1=mg(l-lcosθ）初状态的机械能：Ek1+Ep1=mg(l-lcosθ)（1）确定研究对象，画出过程示意图；4、应用机械能守恒定律解题的一般步骤：（2）分析物体的受力，明确各力做功的情况，判断是否符合机械能守恒的条件；（3）分析物体的运动，恰当地选取参考平面，确定物体初、末状态的机械能（势能和动能）；（4）根据机械能守恒定律列方程求解。练一练：从离地面高20米处以10m/s的初速度水平抛出一个质量为1Kg的铁球，铁球下落过程中在离地5m高处时的速度是多大？（不考虑空气阻力）解：如图，以地面为参考平面。铁球下落过程中机械能守恒，有2222112121mvmghmvmghv0h1h2课堂小结：1、机械能2、机械能守恒定律概念:表达式：PkEEE机械能是标量，具有相对性。机械能之间可以互相转化。内容：在只有重力或弹力做功的物体系统中，动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。表达式成立的条件:只有重力或弹簧弹力做功。2212211122mvmghmvmghPKEE课堂练习：1、在下列的物理过程中，机械能守恒的有A．把一个物体竖直向上匀速提升的过程B．人造卫星沿圆形轨道绕地球运行的过程C．汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程D．从高处竖直下落的物体落在竖立的轻弹簧上，压缩弹簧的过程，对弹簧、物体和地球这一系统（BD）2、一个轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面肯弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由下摆，不计空气阻力，在重物由A摆到最低点的过程中（）A、重物的重力势能减少。B、重物的重力势能增加。C、重物的机械能不变。D、重物的机械能减少。oAAD提示：球和弹簧组成的系统机械能守恒。3、如图所示，桌面离地高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球落地前瞬间的机械能为A．mghB．mgHC．mg(h+H)D．mg(H-h)（B）4：以10m/s的速度将质量为m的物体竖直向上抛出。若忽略空气阻力，求：（1）物体上升的最大高度。（2）上升过程中何处重力势能和动能相等？答案：（1）5m(2)2.5m5、如图，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中：（）A.小球和弹簧总机械能守恒B.小球的重力势能随时间均匀减少C.小球在b点时动能最大D.到c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量AD作业：课本78页1、3、4