课件：8、机械能守恒定律

高一物理组临淄中学3、重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系？物体所受合外力所做的功等于物体动能的改变即：W总=△EK=EK2－EK1知识回顾1、本章中我们学习了哪几种形式的能？动能：物体由于运动而具有的能重力势能：物体由于被举高而具有的能弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能2、动能定理的内容和表达式是什么？WG=－△EP=EP1－EP2通过上述讨论，可以看到动能和势能之间有密切的关系，我们把他们统称机械能。重力势能弹性势能动能Ek势能Ep机械能E=EK+EP动能和势能可以相互转化，那么机械能会发生什么样的变化呢？Gv◆小球的受力情况？受重力G和绳的拉力T◆各个力的做功情况？拉力不做功；只有重力对小球做功◆观察小球左右最高点的位置关系？◆比较左右最高点的机械能小球能达到相同的高度相同根据动能定理有:121212122mvmvWG根据重力做功有：221mghmghWG由（1）、（2）两式得：1212222121mghmvmghmvEK2+EP2=EK1+EP12121222121mghmghmvmv即E2=E1EK2-EK1=EP1-EP2即ΔEk=－ΔEpABh1h2v1v2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。1物体只受重力；2物体除受重力外还受其他的力，但其他力不做功；思考：只有重力做功，有哪几种情形？3物体除受重力外还受其他的力，其他力不做功，但除重力做工外，总功为零；mgFNFf2.如图所示，木块在固定的斜面上运动，其中图C中的斜面是光滑的，图A、B、D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，大小与摩擦阻力相等，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动．在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是（）AＣ动能和弹性势能可以相互转化GNF◆小球的受力情况如何？重力G、支持力N、弹力F◆各个力的做功情况如何？G和N不做功，弹力F做功◆能量转化情况？BAO同样可以理论证明：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，物体与弹簧组成的系统的机械能也保持不变。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，总的机械能保持不变。内容E2=E1即EK2+EP2=EK1+EP1ΔEk=－ΔEp表达式机械能守恒定律在只有重力或弹力做功的物体系统内条件即EK2-EK1=EP1-EP2（１）从系统做功的角度：只有重力或系统内的弹力做功。总机械能守恒定律的条件的理解：（２）从能量转化的角度：只有系统内的动能和势能相互转化，无其他形式能量（如内能）参与转化。例1．下列实例（均不计空气阻力）中的运动物体，机械能守恒的是（）A．被起重机吊起的货物正在加速上升B．斜抛出去的小球C．木块沿粗糙斜面匀速下滑D．光滑水平面上，一个轻质弹簧左端固定，右端连接一小球，沿水平方向做振动的小球B例2.忽略一切阻力，如图。摆长为L，最大偏角为θ。小球运动到最低位置时的速度是多大？OBAθLGFT由机械能守恒定律得1122pkpkEEEE)cos(1LLmgEp2221mvEk)cos(212LLmgmv即)cos1(2gLv得末状态解：选O所在平面为零势能面01kE02pE初状态总结：应用机械能守恒定律解题步骤（4）根据机械能守恒定律列出方程，进行求解。（1）确定研究对象和研究过程（2）分析研究对象在运动过程中的受力情况弄清各力做功的情况，判断机械能是否守恒（3）恰当选取零势能面，并确定研究对象在研究过程的始、末状态的机械能。【课堂练习】1．下列实例中的运动物体，哪些机械能不守恒（）A．跳伞运动员在空中匀速下降B．滑雪运动员自高坡顶上自由下滑（不计空气阻力和摩擦）C．汽车在水平路面上匀速行驶D．集装箱被吊车匀速地吊起（空气阻力不计）ＡＤ3．如图所示，轻弹簧下端挂一质量为m的物体，另一端悬挂于O点，现将物体拉到与悬点等高的位置并保持弹簧处于原长状态，放手后物体向下运动．在运动到悬点O正下方的过程中，下列说法正确的是（）A．物体和地球组成的系统机械能守恒B．物体和地球组成的系统机械能在减少C．物体、地球和弹簧三者组成的系统机械能守恒D．全过程的初、末状态相比，重力势能和弹性势能之和增加了OBC4．如图所示，轻质弹簧的一端与墙相连，质量为2kg的滑块以5m/s的初速度沿光滑平面运动并压缩弹簧，求：（1）弹簧在被压缩过程中最大弹性势能．（2）当木块的速度减为2m/s时，弹簧具有的弹性势能．V0（１）由ΔEk=－ΔEp知Ep＝２５Ｊ（２）由EK2-EK1=EP1-EP2知EP2＝２3Ｊ