机械能守恒定律

知识回顾1、动能:物体由于运动而具有的能。221mvEkmghEP2p12Ekx2、重力势能:地球上的物体具有的跟它的高度有关的能。3、弹性势能:发生弹性形变的物体，在恢复原状时能够对外界做功，因而具有的能量。5、动能定理：合力所做的总功等于物体动能的变化。1221222121KKEEmvmvW＝合4、重力做功与重力势能变化的关系：2121PPGEEmghmghW物体动能、重力势能和弹性势能的总和叫机械能。什么是机械能？'PPKEEEE动能和势能之间的转化（一）一、动能与势能的相互转化动能和势能之间的转化（二）动能和势能之间的转化（三）动能与势能可以相互转化,通过重力或弹力做功来实现。猜想机械能的总量是否发生变化呢?二．1、机械能守恒定律理论推导（以自由落体为例）mv22＋mgh2=mgh1＋mv121—21—2ＷG=mv22－mv121—21—2（１）由动能定理得：WG=mgh1－mgh2（２）由重力做功与重力势能的关系：mv22－mv12=mgh1－mgh21—21—2由以上两式有：mh１h２V１V２ＡＢ即：EK2+EP2=EK1+EP1结论一：对只有重力做功的物体，物体动能和重力势能可以互相转化，但物体机械能的总量保持不变。重力势能与动能的相互转化GNF结论二：在只有弹力做功的系统内，系统动能和弹性势能可以互相转化，但系统机械能的总量保持不变。分析：小球在运动过程中只有弹簧的弹力对小球做功，小球在往复运动的过程中总能回到原来的位置，可见，弹性势能和动能的总和保持不变。弹性势能与动能的相互转化结论三：在既有小球的重力，又有弹簧的弹力做功的系统，系统动能、重力势能、弹性势能相互转化，但系统的机械能总和保持不变。重力势能、动能与弹性势能的相互转化分析：小球自由下落至接触弹簧的过程中，只有重力做功，小球的重力势能与动能转化，机械能守恒。小球在压缩弹簧的过程中，小球的重力还有弹簧的弹力都做功，小球的机械能不守恒，但小球与弹簧组成的系统机械能守恒。2、机械能守恒定律守恒条件：只有重力或弹力做功。表达式：1、EK2+EP2=EK1+EP1任意状态下，动能和势能总和相等2、E2=E1内容：在只有重力或弹力做功的情况下，物体的动能和势能相互转化，但机械能的总量保持不变。是否表示只受重力或弹力？（1）从做功的角度看，只有重力（或弹力）做功，机械能守恒．a．只受重力b．除了重力（或弹力），还受其他力，但其他力不做功C.除了重力（或弹力），还受其他力，但其他力做功的代数和为零。3、机械能守恒的判断（２）从能量转化角度看，只有系统内动能和势能的相互转化，无其他形式能量（如内能）的转化，系统机械能守恒．(3)从机械能的定义看，动能与势能的和保持不变，机械能守恒。探究1：判断下列各题中物体的机械能是否守恒？将小球斜抛出去后(不计阻力)木块沿光滑斜面下滑降落伞匀速下降GGGGFFF小球在绳子牵引下在竖直平面内做圆周运动例1、试判断下列各运动中机械能是否守恒(均不计空气阻力和摩擦阻力)1.抛出的手榴弹的运动2.细绳拴着小球在水平面内做匀速圆周运动3.手拉着一物体沿斜面匀速上滑4.起重机吊起一物体5.自由下落的小球压缩弹簧后又被弹回6.弹簧下吊一小球上下振动7.蹦极8.关闭了动力的过山车的运动9.导弹在空中爆炸√×√××√√√√１、基本解题思路：①选取研究对象．②根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒．③恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初末时刻的机械能．④根据机械能守恒定律列方程，进行求解．四机械能守恒定律的应用解：以运动员为研究对象，从跳离跳台到落至水面，因为只有重力做功，机械能守恒，选水面为参考平面，所以有：所以运动员落至水面时速度v的大小为：2201122mghmvmv2202210105/15/vghvmsms一跳水运动员站在h＝10m的高台上做跳水表演，已知运动员跳离跳台时速度＝５m/s，求运动员落至水面时速度v的大小，忽略运动员身高的影响和空气阻力．（）0v210/gms探究3、应用举例1.机械能动能势能重力势能弹性势能2.机械能守恒定律：内容：在只有重力或弹力做功的情形下，物体的动能和势能发生互相转化，但机械能的总量保持不变.表达式：EP2+EK2=EP1+EK1小结守恒条件：只有重力或弹力做功.mv22＋mgh2=mgh1＋mv121—21—2