重力势能-弹性势能-机械能守恒定律

4重力势能重力势能物体由于被举高而具有的能叫重力势能。质量越大，所处的位置越高，重力势能越大启事一则一个鸡蛋的威力一个30克的鸡蛋从4楼抛下来就会让人起肿包从8楼抛下来就会让人头皮破裂从18楼高甩下来就可以砸破行人的头骨从25楼抛下可使人当场死亡寻找重力势能的表达式高度重力势能重力做功1h2hmgh1Wmglcos2Wh21mghmghmgh21mghmghcosFlWGθθmgmgmg②①③3h2h1hh2h1hnhhW213hmg21mghmghmgh2h1h2h211mghmghmghW212mglcosmghmghmghWnhhW13mg21mghmghmghh重力做功的特点与物体运动的路径无关起点和终点的位置有关把物理量mgh叫做物体的重力势能．物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积．Ep=mgh说明：重力势能是标量．是状态量。单位：焦耳，1J=1kg·m·s-2·m=1N·m计算重力势能之前需要先选定参考平面在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。参考平面的选取是任意的.在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；势能是状态量、标量．+、–表示大小．17重力势能的相对性高度是相对的，所以重力势能也是相对的重力势能的正负表示大小重力势能：－3J－5J重力势能：0J－5J重力势能：3J－5J重力做功（正、负）重力势能变化（增加、减小）物体重力做功与小球重力势能变化量的关系物体上升物体下降负正增加减小20重力做功与重力势能变化关系WG=mgh1-mgh2=Ep1-Ep214重力做功与重力势能变化关系重力做的功等于重力势能的减少量如果重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能等于重力对物体做的功如果重力做负功，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力做的功即WG=－ΔEp讨论：重力势能为零的物体是不是就没有重力势能？例：如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)参考平面小球在A点重力势能小球在B点重力势能下落过程小球重力做功下落过程小球重力势能变化桌面地面6J10J-4J010J10J-10J-10Jh1h2AB选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同对一个确定的过程，WG和△EP与参考面的选择无关20重力势能属于物体和地球组成的系统.平常所说的“物体”的重力势能，只是一种习惯简化的说法。重力势能是我自己的！弹性势能的大小与形变量有关弹性势能的大小与劲度系数有关思考：弹性势能的表达式是？能直接用W=Flcosα来求W拉？l’Δll0mF4怎样计算拉力做的功？在各个小段上，弹力可近似认为是不变的把弹簧从A到B的过程分成很多小段Δl1,Δl2,Δl3…F1、F2、F3…W＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋…积分思想微分思想W＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋…如何求匀变速直线运动的位移的？5怎样计算这个求和式？oFolFolF每段拉力做的功就可用图中细窄的矩形面积表示，对这些矩形面积求和，就得到了有F和Δl围成的三角形面积，这块三角形的面积就表示拉力在整个过程中所做的功。ΔllkΔlllk弹F弹簧的劲度系数弹簧的伸长量或压缩量弹簧的弹性势能WF＝EP1－EP2弹力做的功初态的弹性势能末态的弹性势能12EP＝kl2重力做功——重力势能变化弹力做功——弹性势能变化合外力做功——动能变化量第8节机械能守恒定律3,机械能:动能和势能的总和。机械能什么情况下会变化，什么情况下守恒？当只有重力做功时，物体的动能和势能发生相互转化，而机械能总量保持不变。地-物系统同样可以证明，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，总的机械能也保持不变。弹-物系统机械能守恒定律222121mghmv21mghmv21初状态机械能末状态机械能2211:PKPKEEEE即★重力做功不会影响机械能总量。在只有重力或弹簧的弹力做功的情形下，物体的动能和势能可以发生互相转化,而总的机械能保持不变。将小球斜抛出去后(不计阻力)将细绳拉成水平位置从静止释放，在悬点下方O’处绳子碰到一钉子【例题】判断下列各题中物体的机械能是否守恒？【例题】下列说法正确的是：A.作匀速直线运动的物体机械能一定守恒；B.做变速运动的物体机械能可能守恒；C.若重力不做功，则机械能一定不守恒；D.做匀变速直线运动的物体机械能一定守恒。【答案】B例1.一物体从光滑斜面顶端Ａ点由静止开始滑下，如图所示，斜面高1m，长2m。不计空气阻力，物体滑到斜面底端Ｂ点的速度是多大？（应用机械能守恒定律解决）FNFGＡＢ2222112121mvmghmvmgh21212mghmv212vgh225/vms代入数据得具体解题过程如下：分析可知机械能守恒，选择地面为参考平面1.解：应用机械能守恒定律解题的基本步骤：1.判断是否适用机械能守恒定律。2.选取参考平面。3.选取初、末状态,利用机械能守恒定律列方成求解。例2.在10米高处，以5m/s的速度斜向上抛出一个m=2㎏的物体,如物体的落地速度为13m/s,求运动过程中空气阻力对物体所做的功。（取g=10m/s2）有阻力做功，机械能不守恒，用动能定理求解fmghw22211122mvmv22211122Wmvmv合22211122fWmvmvmgh56fWJ解：例3．把质量为0.5kg的石块从离地面高为10m的高处以与水平面成30°角斜向上方抛出，石块落地时的速度为15m/s。不计空气阻力，求石块抛出的初速度大小。（g=10m/s2）机械能守恒，选择地面为参考平面；2222112121mvmghmvmgh212125/vvghms2.解：例4.把一个小球用细线悬挂起来,就成为一个摆,摆长为L，由A点静止释放，最大偏角为θ，如果阻力可以忽略，小球摆到最低位置时的速度是多大?小球再次回到A侧的最大高度是多少?