第三讲 机械能守恒定律 功能关系.ppt
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1、第三讲讲 机械能守恒定律 功能关系 条 稼 练 骏 贡 啮 服 浴 迈 竞 港 养 抓 翁 又 杏 撰 班 督 褒 僻 前 赎 霓 萨 芝 浦 唱 材 饶 瞒 多 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 钧 乍 锥 寻 遗 水 斑 撼 奴 饮 如 智 蚌 汝 溯 霓 憎 锈 沂 拭 畴 繁 愈 称 慈 崖 渤 糙 紫 钵 骚 枚 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 一、重力势势能、弹弹性势势能 1重力势势能 (1)重力做功的特点 重力做功与 无关,
2、只与始末位置的 有关 重力做功不引起物体的变变化 (2)重力势势能 概念:物体的重力势势能等于它所受与所处处的乘积积公式 :Ep (h为为相对对零势势能面的高度差) 路径高度差 机械能 重力高度 mgh 鹰 躬 易 姜 料 禹 请 脓 殉 烁 挟 倾 也 死 抠 廷 贱 硷 厅 乓 虫 宰 几 背 坐 故 慷 厘 乱 亨 英 田 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 标标矢性:重力势势能是 ,但有正、负负,其意义义是表示物体的重力势势 能比它在参考平面上 还还是 ,这这与功的正、负负的物理意义义不同 系统统性:重力势势能
3、是 和共有的 相对对性:重力势势能的大小与的选选取有关重力势势能的变变化 是,与参考平面的选选取 (3)重力做功与重力势势能变变化的关系 定性关系:重力对对物体做正功,重力势势能就;重力对对物体 做负负功,重力势势能就 标标量 大小 地球物体 参考面 绝对绝对 的无关 减少 增加 悟 嫩 勉 掘 石 锭 埂 口 缎 狡 净 骚 胖 静 舔 搔 报 惺 颓 袒 赡 隙 猜 乃 递 哪 式 挛 故 橱 桨 惦 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 定量关系:重力对对物体做的功 物体重力势势能的减少量即WG (Ep2Ep1).
4、 2弹弹性势势能 (1)概念:物体由于发发生而具有的能 (2)大小:弹弹簧的弹弹性势势能的大小与形变变量及劲劲度系数有关,弹弹簧的形 变变量,劲劲度系数,弹弹簧的弹弹性势势能越大 (3)弹弹力做功与弹弹性势势能变变化的关系类类似于重力做功与重力势势能变变化的 关系,用公式表示:W. 等于 Ep1Ep2 弹弹性形变变 越大 越大 Ep 墨 碑 氟 隅 夕 牺 钠 氨 谗 波 竟 垮 壤 芳 缄 胀 过 贴 济 罕 伍 勤 磐 逐 丽 胰 处 粮 探 尿 巫 立 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 二、机械能守恒定律 1机
5、械能 和统统称为为机械能,即E , 其中势势能包括 2机械能守恒定律 (1)内容:在只有 做功的物体系统统内,动动能与势势能可 以相互转转化,而总总的机械能 动动能势势能 EkEp 重力势势能和弹弹性势势能 重力或弹弹力 保持不变变 唇 窝 帅 毅 鼠 甲 碎 樊 韭 移 找 景 盘 涪 雅 啦 街 亩 趟 读 伯 味 婉 弃 茨 那 蹋 池 肇 值 茵 液 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 (2)表达式: 观点表达式 守恒观点 E1E2,Ek1Ep1Ek2Ep2 (要选零势能参考平面) 转化观 点 EkEp (不用
6、选零势能参考平面) 转移观 点 EAEB (不用选零势能参考平面) 颅 公 蝴 瘤 芬 疥 维 棱 雍 蕴 印 戮 明 猾 鸣 玫 幌 污 忍 水 召 覆 私 许 逗 阶 涨 克 束 陕 示 栏 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 三、功能关系 1能量转转化和守恒定律 能量既不会消失,也不会创创生它只能从一种形式为为另 一种形式,或者从一个物体转转移到另一个物体,而在转转化和转转移的过过程 中,能量的总总量保持不变变 2常见见的几种功与能的关系 (1)合外力对对物体做功 物体动动能的改变变 W合Ek2Ek1,即动动能定
7、理 转转化 等于 杯 煤 眷 橙 氰 幕 霞 杀 惩 沾 撒 惑 淳 轴 芽 密 符 对 姓 履 扶 装 营 拭 凰 撼 康 涩 役 鼎 哑 枪 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 (2)重力做功对应对应 重力势势能的改变变 WGEpEp1Ep2 重力做多少正功,重力势势能多少;重力做多少负负功,重力势势能 多少 (3)弹弹簧弹弹力做功与弹弹性势势能的相对应对应 WFEpEp1Ep2 弹弹力做多少正功,弹弹性势势能减少多少;弹弹力做多少负负功,弹弹性势势能 多少 (4)重力、弹弹力以外的力做的功等于机械能的变变化 W外
8、E 减少 增加 改变变 增加 惑 搭 氮 居 爸 搬 元 注 少 颗 不 蝴 激 瞬 科 抨 煎 英 纂 钩 冲 俄 符 哥 僧 蓝 按 浮 僧 莫 啦 帝 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 岸 静 跟 办 境 祭 瓷 温 样 鸥 准 维 孽 筐 江 萧 窃 消 恰 赔 蒂 翼 芋 映 刊 和 鼠 摄 赂 示 票 枚 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 一、机械能守恒条件的理解 1机械能守恒的条件 只有重力、弹弹力做功,可以重点从两个方面理解
9、只有重力做功的情况 (1)物体运动过动过 程中只受重力 (2)物体虽虽受重力之外的其他力,但其他力不做功 廊 驼 伸 晤 匡 蹬 聋 皋 俺 掳 泳 广 渊 牧 蕉 代 窜 课 道 曝 可 稠 畏 合 阿 寄 叹 惊 罚 烧 磺 冒 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 2常见见的几种情况分析 (1)水平面上物体做匀速直线线运动动或匀速圆圆周运动动,其机械能保持不变变 (2)光滑斜面上的物体沿斜面匀加速下滑或匀减速上滑时时机械能守恒若物体 受摩擦力或其他力作用匀速下滑或匀速上滑,则则机械能不守恒 (3)物体在竖竖直面内的
10、光滑轨轨道上运动时动时 ,轨轨道支持力不做功,则则机械能守 恒 (4)细线悬细线悬 挂的物体在竖竖直平面内摆动摆动 ,悬线悬线 的拉力不做功,则则机械能守恒 (5)抛体运动动如平抛、斜抛,不考虑虑空气阻力的过过程中机械能守恒 瘫 喉 奇 倪 审 鲜 骨 粥 小 伎 早 轨 患 猾 烃 稽 睁 匙 痔 栈 妮 惋 碰 议 产 突 朝 裹 仗 藕 疗 州 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 二、机械能守恒定律与动动能定理的区别别与联联系 机械能守恒定律和动动能定理是力学中的两条重要规规律,在物理学中占有 重要的地位 1共同
11、点:机械能守恒定律和动动能定理都是从做功和能量变变化的角度 来研究物体在力的作用下状态态的变变化表达这这两个规规律的方程式是标标量 式 2不同点:机械能守恒定律的成立有条件限制,即只有重力、(弹弹簧)弹弹 力做功;而动动能定理的成立没有条件限制,它不但允许许重力做功还还允许许 其他力做功 庆 每 寄 搪 长 泻 扒 耗 裂 辩 埂 与 虱 市 辙 血 拴 烘 烙 箩 古 伐 近 盅 矾 养 镜 乐 糟 什 痛 辽 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 但要注意: 机械能守恒的条件是“在只有重力做功或弹弹力做功的情况下”,
12、“只有重 力做功”不等于“只受重力作用”,若物体除受重力之外,还还受其他力作 用,但这这些力不做功或对对物体做功的代数和为为零,则则系统统的机械能仍守 恒 3动动能定理一般适用于单单个物体的情况,用于物体系统统的情况在高中 阶阶段非常少见见;而机械能守恒定律也适用于由两个(或两个以上的)物体 所组组成的系统统 4物体所受的合外力做的功等于动动能的改变变;除重力(和弹弹力)以外的其 他力做的总总功等于机械能的改变变 5联联系:由动动能定理可以推导导出机械能守恒定律机械能守恒定律能 解决的问题问题 ,动动能定理一定能解决 镐 趋 队 瞩 猜 鸟 酗 箩 董 缄 婿 屯 肃 秀 雍 证 珠 眼 郡
13、巨 辐 隐 逃 唯 狐 百 虞 冉 肢 刮 坦 瓣 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 1.一个盛水袋,某人从侧侧面缓缓慢推装液体的袋壁使它变变形至如图图所示位 置,则则此过过程中袋和液体的重心将( ) A逐渐渐升高 B逐渐渐降低 C先降低再升高 D始终终不变变 解析: 人对对液体做正功,液体的机械能增加,液体缓缓慢移动动可以认为认为 动动能不变变,重力势势能增加,重心升高,A正确 答案: A 客 婴 纂 滑 无 囚 辩 萎 早 瘤 好 稻 队 苫 恤 征 冤 确 射 橙 属 逊 蹭 憾 建 汽 鞋 膜 甲 铀 发 俭
14、 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 2.如图图所示,斜劈劈尖顶顶着竖竖直墙墙壁静止于水平面上,现现将一小球从图图 示位置静止释释放,不计计一切摩擦,则则在小球从释释放到落至地面的过过程中 ,下列说说法正确的是( ) A斜劈对对小球的弹弹力不做功 B斜劈与小球组组成的系统统机械能守恒 C斜劈的机械能守恒 D小球机械能的减小量等于斜劈动动能的增大量 解析: 球有竖竖直方向的位移,所以斜劈对对球做功不计计一切摩擦,小 球下滑过过程中,只有小球和斜劈组组成的系统统中动动能和重力势势能相互转转 化,系统统机械能守恒,故选选B、
15、D. 答案: BD 踢 柞 狄 贸 剩 姑 捧 菏 喝 斟 箭 措 浦 鸳 衍 罐 弃 排 途 愁 敲 缄 盈 萌 际 疯 池 棋 撇 恐 热 兢 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 3.内壁光滑的环环形凹槽半径为为R,固定在竖竖直平面内,一根长长度为为R的 轻轻杆,一端固定有质质量为为m的小球甲,另一端固定有质质量为为2m的小球 乙现现将两小球放入凹槽内,小球乙位于凹槽的最低点(如图图所示),由 静止释释放后( ) A下滑过过程中甲球减少的机械能总总是等于乙球增加的机械能 B下滑过过程中甲球减少的重力势势能总总是等于
16、乙球增加的重力势势能 C甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点 D乙球从右向左滑回时时,一定能回到凹槽的最低点 献 献 倔 塌 将 碟 丝 郧 蚕 吻 挛 泣 快 颜 昭 赴 肮 谆 诀 鄙 投 傈 沦 捕 糊 矛 戍 蔷 邦 分 箔 邦 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 解析: 由于甲、乙组组成的系统统机械能守恒,所以下滑过过程中甲球减少 的机械能总总是等于乙球增加的机械能如果甲球可沿凹槽下滑到槽的最 低点,则则机械能增加故A、D正确 答案: AD 狱 涨 节 悲 晾 识 藏 年 唾 机 癌 莽 酸 挥 屯 口 纲 澄 瘦
17、舆 樟 世 宦 荷 计 兴 学 徐 民 洼 窖 傈 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 4.(盐盐城市2011届调调研考试试)如下图图所示,两物体A、B用轻质弹轻质弹 簧相连连 ,静止在光滑水平面上,现现同时对时对 A、B两物体施加等大反向的水平恒 力F1、F2,使A、B同时时由静止开始运动动,在运动过动过 程中,对对A、B两物 体及弹弹簧组组成的系统统,正确的说说法是(整个过过程中弹弹簧不超过过其弹弹性限 度)( ) 芝 碧 膜 传 僳 斑 腊 峡 榴 估 慎 苇 虾 绊 愿 饺 遭 糠 诫 怨 讳 蔚 碑 烤 睬
18、竿 哗 激 货 识 奔 甘 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 A机械能守恒 B机械能不断增加 C当弹弹簧伸长长到最长时长时 ,系统统的机械能最大 D当弹弹簧弹弹力的大小与F1、F2的大小相等时时,A、B两物体速度为为零 解析: F1、F2加在A、B上以后,A、B向两侧侧做加速度a(Fkx)/m 减小的加速运动动当Fkx时时,加速度为为零,速度达到最大,以后kxF ,A、B向两侧侧做减速运动动,至速度减为为零时时,弹弹簧伸长长到最长长,从A 、B开始运动动到弹弹簧伸长长到最长长的过过程中,F1、F2都一直做正功,使系
19、统统的机械能增加以后弹弹力作用使弹弹簧伸长长量减小,F1、F2开始做负负功 ,则则系统统的机械能减小 答案: C 悔 弯 显 宗 拯 兵 队 齿 俞 托 彬 碉 苛 丈 瘁 羹 木 帐 苦 叛 乐 啪 迸 溢 校 铰 柒 咳 脉 绞 日 母 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 5(2010山东东理综综)如图图所示,倾倾角30的粗糙斜面固定在地面上, 长为长为 l、质质量为为m,粗细细均匀、质质量分布均匀的软绳软绳 置于斜面上,其上 端与斜面顶顶端齐齐平用细线细线 将物块块与软绳连软绳连 接,物块块由静止释释放后向 下运
20、动动,直到软绳刚软绳刚 好全部离开斜面(此时时物块块未到达地面),在此过过程 中( ) 庭 鲤 绒 旱 抖 澄 筋 淆 麓 瑟 襟 另 匝 治 建 责 焙 掐 郑 弹 苇 房 撒 侈 德 啄 杖 则 融 诈 碎 莹 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 答案: BD 几 力 弘 八 餐 酱 双 浮 辆 军 囱 咱 锯 柯 偿 漫 公 奥 茫 坷 揭 教 炽 沸 盔 拭 丽 朱 巾 苏 擂 劲 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 拙 种 绸 牌 裕
21、 勺 匪 呸 捏 织 开 橇 档 稗 斤 锗 犊 妈 污 烙 拦 屡 号 若 互 惨 顺 甚 挖 留 羊 敞 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 如图图所示,固定的倾倾斜光滑杆上套有一个质质量为为m的圆环圆环 ,圆环圆环 与竖竖 直放置的轻质弹轻质弹 簧一端相连连,弹弹簧的另一端固定在地面上的A点,弹弹簧 处处于原长长h.让圆环让圆环 沿杆滑下,滑到杆的底端时时速度为为零则则在圆环圆环 下 滑过过程中( ) 雏 鲤 卒 郁 蒙 潍 沙 崇 黔 净 掀 作 酥 爱 费 擞 访 患 族 砸 侗 补 裂 河 培 汇 撵 尖
22、浊 肚 顽 他 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 A圆环圆环 机械能守恒 B弹弹簧的弹弹性势势能先增大后减小 C弹弹簧的弹弹性势势能变变化了mgh D弹弹簧的弹弹性势势能最大时圆环动时圆环动 能最大 解析: 圆环圆环 受到重力、支持力和弹弹簧的弹弹力作用,支持力不做功,故 系统统内的环环的机械能与弹弹簧的弹弹性势势能总总和保持不变变,故全过过程弹弹簧 的弹弹性势势能变变化量等于环环的机械能变变化量,C正确,圆环圆环 的机械能不守 恒,A错误错误 弹弹簧垂直杆时弹时弹 簧的压缩压缩 量最大,此时圆环时圆环 有向下的速
23、度,故此时弹时弹 性势势能比最末状态态的弹弹性势势能小,即:最终终状态弹态弹 簧被 拉长长,且弹弹性势势能达到最大,此时圆环时圆环 的动动能为为零,所以弹弹性势势能是 先增加后减小最后又增大,B、D错误错误 答案: C 偷 栈 躁 雾 癸 蹿 惧 疟 嘉 妊 庚 迸 操 荚 任 掀 茅 牡 屈 社 酝 眠 蒜 焦 札 彻 当 丸 酚 妇 碌 告 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 判断机械能是否守恒的方法 (1)利用机械能的定义义判断:分析动动能与势势能的和是否变变化如:匀速 下落的物体动动能不变变,重力势势能减少,物
24、体的机械能必减少 (2)用做功判断:若物体或系统统只有重力(或弹弹簧的弹弹力)做功,或有其他 力做功,但其他力做功的代数和为为零,机械能守恒 (3)用能量转转化来判断:若物体系统统中只有动动能和势势能的相互转转化,而 无机械能与其他形式的能的转转化,则则物体系统统的机械能守恒 (4)对对一些绳绳子、钢钢索突然绷紧绷紧 ,机械能一般不守恒,除非题题中有特别别 说说明 卞 倒 附 橇 荫 晴 妹 堂 亥 绍 恳 航 捐 宝 慰 汇 虹 鳃 屁 操 犁 阑 渠 侯 叙 踩 浦 窖 骂 允 灰 且 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能 关 系 第 三 讲 机 械 能 守 恒 定 律 功 能
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