2019物理同步大讲堂人教必修二课件:7.8 机械能守恒定律2 .ppt
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1、8.机械能守恒定律,一、动能与势能的相互转化 1.重力势能与动能:只有重力做功时,若重力对物体 做正功,则物体的重力势能_,动能_,_ _能转化成了_能;若重力做负功,则_能转化为 _能。,减少,增加,重力,势,动,动,重力势,2.弹性势能与动能:只有弹簧弹力做功时,若弹力做 正功,则弹簧弹性势能_,物体的动能_,_ _能转化为_能。,减少,增加,弹,性势,动,3.机械能: (1)定义:_、弹性势能和_的总称,表达 式为E=Ek+Ep。 (2)机械能的改变:通过_或_做功,机械能可 以从一种形式转化成另一种形式。,重力势能,动能,重力,弹力,二、机械能守恒定律 1.推导: 物体沿光滑斜面从A滑
2、到B。 (1)由动能定理:WG=_。 (2)由重力做功与重力势能的关系:WG=_。 结论:在只有_做功时,小球的机械能_。,Ek2-Ek1,Ep1-Ep2,重力,保持不变,2.内容:在只有_或_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_。 3.表达式:Ek2+Ep2=_,即E2=_。,重力,弹力,保持不变,Ek1+Ep1,E1,【思考辨析】 (1)合力为零,物体的机械能一定守恒。 ( ) (2)合力做功为零,物体的机械能一定守恒。 ( ) (3)只有重力做功,物体的机械能一定守恒。 ( ),提示:(1)。合力为零,并不能说明除了重力、弹力外其他力不做功,故此时物体的机械能不一定
3、守恒。 (2)。合力做功为零,物体的机械能不一定守恒,如物体沿斜面匀速下滑时,物体的机械能就减少。 (3)。机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功。,【生活链接】 1.过山车(Roller coaster,或又称为云霄飞车),是一种机动游乐设施,常见于游乐园和主题乐园中。分析过山车在运行过程中动能和势能的变化情况。,提示:开始的时候,从高到低,由重力势能转化成动能,后来过程,又从低到高,动能又转化成重力势能。,2.蹦床(Trampoline)是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动,它属于体操运动的一种,蹦床有“空中芭蕾”之称。运动员从高处下落时,能量是怎样转化的?运动员的机械能守恒吗
4、?运动员和蹦床构成的系统机械能守恒吗?,提示:运动员从高处下落时,重力势能转化成动能,和蹦床接触后,运动员的机械能减小,蹦床的弹性势能增加,所以运动员的机械能不守恒,而运动员和蹦床构成的系统机械能守恒。,知识点一 机械能守恒条件的理解 探究导入: 如图所示,过山车由高处在关闭发动机的情况下飞奔而下。,(1)过山车受哪些力作用?各做什么功? (2)若忽略过山车的摩擦力和空气阻力,过山车下滑时机械能守恒吗?,提示:(1)下滑时,过山车受重力、摩擦力、支持力和空气阻力。重力做正功,摩擦力和空气阻力做负功,支持力不做功。 (2)若忽略过山车的摩擦力和空气阻力,过山车下滑时只有重力做功,机械能守恒。,【
5、归纳总结】 (1)从能量特点看,系统内部只发生动能和势能的相互转化,无其他形式能量(如内能)之间转化,系统机械能守恒。 (2)从做功角度来看,只有重力做功或系统弹力做功,系统机械能守恒,具体表现为:,【易错提醒】 (1)除受到重力和系统内弹簧弹力外,物体还受到其他力的作用,系统的机械能不一定不守恒。 (2)除重力和系统内弹簧弹力做功外,还有其他力做功,系统的机械能不一定不守恒。,【典题通关】 【典例】下列实例(均不计空气阻力)中的运动物体,机械能守恒的是 世纪金榜导学号35684088( ) A.被起重机吊起的货物正在加速上升 B.物体水平抛出去 C.物体沿粗糙斜面匀速下滑 D.一个轻质弹簧上
6、端固定,下端系一重物,重物沿竖直方向做上下振动,【解题探究】 (1)机械能守恒的条件是什么? 提示:系统内只有重力或弹力做功。 (2)做匀速直线运动的物体机械能是一定守恒,还是一定不守恒? 提示:做匀速直线运动的物体,动能不变,若势能不变,机械能守恒;若势能变化,机械能不守恒。,【正确解答】选B。起重机吊起货物做加速上升运动,起重机对物体做正功,机械能增加,故A错误。平抛运动只有重力做功,机械能守恒,故B正确。沿着粗糙斜面(斜面固定不动)匀速下滑的物体,摩擦力做负功,机械能减少,故不守恒,故C错误。轻质弹簧上端悬挂,重物系在弹簧的下端做上下振动过程中只有重力和系统内弹力做功,故系统机械能守恒,
7、但物体机械能不守恒,故D错误。,【规律方法】机械能守恒的判断方法 (1)做功条件分析法,分三种情况: 物体只受重力(或系统内的弹力)作用; 物体同时受重力和其他力,但其他力不做功; 有系统的内力做功,但是内力做功的代数和为零。,(2)能量转化分析法:若物体只有动能、重力势能及弹性势能间相互转化,或系统内只有物体间的机械能相互转移,则机械能守恒。 (3)定义判断法:如物体沿水平方向匀速运动时,动能和势能之和不变则机械能守恒;物体沿竖直方向或沿斜面匀速运动时,动能不变,势能变化,机械能不守恒。,【过关训练】 1.机械能守恒的条件是“只有重力对物体做功”这句话的意思是 ( ) A.物体只能受重力的作
8、用,而不能受其他力的作用 B.物体除受重力以外,还可以受其他力的作用,但其他力不做功,C.只要物体受到的重力做了功,物体的机械能就守恒,与其他力做不做功无关 D.以上说法均不正确,【解析】选B。只有重力对物体做功指的是物体除受重力外,还可以受其他力作用,但其他力不做功,只有重力做功,故B对,A、C、D错。,2.(多选)如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是 ( ),A.甲图中,物体A将弹簧压缩的过程中,A机械能守恒 B.乙图中,在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时,物体B机械能守恒 C.丙图中,不计任何阻力时,A加速下落,B加速上升过程中,A、B组成的系统机械能守恒 D.丁图中,小
9、球沿水平面做匀速圆锥摆运动时,小球的机械能守恒,【解析】选B、C、D。甲图中重力和弹力做功,物体A和弹簧组成的系统机械能守恒,但物体A机械能不守恒,A错。乙图中物体B除受重力外,还受支持力、拉力、摩擦力,但除重力之外的三个力做功的代数和为零,机械能守恒,B对。丙图中绳子张力对A做负功,对B做正功,代数和为零,A、B组成的系统机械能守恒,C对。丁图中小球的动能不变,势能不变,机械能守恒,D对。,【补偿训练】 1.关于机械能守恒定律,正确的说法是 ( ) A.只有当物体仅受重力作用时,机械能才守恒 B.只有当物体仅受弹簧的作用力时,机械能才守恒 C.只有弹簧的力对物体做功时,物体和地球的机械能守恒
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