物理：机械能守恒定律 课件（新人教版必修2）
文档属性
| 名称 | 物理：机械能守恒定律 课件（新人教版必修2） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2012-04-07 22:10:22 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
机械能守恒定律
复习回顾
本章学习的几种能量形式
动能
EK=1/2 mv2
势能
重力势能
EP=mgh
弹性势能
EP=1/2 k△l2
机械能
E=EK+EP
思考：动能和势能存在何种关系？
生活中的例子
伊辛巴耶娃撑高跳
黄果树瀑布
物体只受重力作用
例1：做自由落体运动的小球
1、根据动能定理
2、根据重力做功
3、联立二式得：
或可写为：
V1
V2
h1
h2
……①
……②
一、动能和势能的转化
……①
……②
思考：两个式子的含义？
动能增加
△EK
重力势能减少
△EP
初态机械能
E1
末态机械能
E2
物体只受重力作用，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
一、动能和势能的转化
物体不只受重力作用，但只有重力做功，其他力不做功
例2：小球沿光滑曲面下滑
mg
FN
h1
h2
分析：下滑过程中支持力做功？
重力势能变化？
动能变化？
0
一、动能和势能的转化
零势面
C
A
B
mg
FT
分析：绳子拉力做功？
零势面
h
0
物体不只受重力作用，但只有重力做功，其他力不做功
例3：钢球在竖直面摆动（忽略空气阻力）
一、动能和势能的转化
只有重力做功时，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
mg
FN
h1
h2
C
A
B
mg
FT
h
一、动能和势能的转化
讨论
有其他力做功时，机械能会守恒吗？
一、动能和势能的转化
思考：若钢球换成轻质球，会发生什么情况？
C
A
B
球越摆越低
W总=WG+Wf
EK2-EK1
EP1-EP2
EK2+EP2=EK1+EP1+Wf
E2=E1+Wf （Wf<0）
机械能
不守恒
一、动能和势能的转化
势能包含
重力势能
和
弹性势能
只有重力做功
机械能守恒
只有弹力做功
机械能守恒？
一、动能和势能的转化
根据动能定理：
WF= EK2-EK1 ……①
根据弹力做功：
WF= EP1-EP2 ……②
联立①②式：
EP1+EK1=EP2+EK2
FN
mg
FT
E1 = E2 —— 机械能守恒
二、机械能守恒定律
在只有重力做功或弹力做功的物体系统内，系统只发生动能与势能的相互转化，而总的机械能保持不变。
1、内容
二、机械能守恒定律
2、机械能守恒条件
只有重力做功或弹簧弹力做功
理解：
① 物体只受重力或弹簧弹力，不受其他力。
② 物体受到重力和弹簧弹
力，还受到其他力，但其
他力不做功，或其他力做
的总功为零。
用绳拉着一个物体沿着粗糙的斜面下滑，而且拉力等于摩擦力。
除重力和弹力之外其它力做的功的和为零
说一说
下列实例中哪些情况机械能是守恒的
用绳拉着一个物体沿着粗糙的斜面下滑，且拉力等于摩擦力。
跳伞员利用降落伞在空中匀速下落。
抛出的篮球在空中运动（不计阻力）。
光滑水平面上运动的小球，把弹簧压缩后又被弹回来。
v
如图为翻滚过山车示意图，圆轨道的半径为10m，为了安全，则过山车由静止开始向下运动时离地高度h至少为多少？（不考虑空气阻力和摩擦阻力）
如果考虑阻力的影响，则高度还是20m吗？
练一练
h
B
A
二、机械能守恒定律
v
v0
G
G
v0
G
只受重力
只受弹簧弹力
受重力和
弹簧弹力
机械能守恒定律:
1. 在只有重力和弹簧的弹力做功的情况下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变.
2. 对机械能守恒定律的理解：
（1）系统在初状态的总机械能等于末状态的总机械能.
即 E1 = E2 或 1/2mv12 + mgh1= 1/2mv22 + mgh2
（2）物体（或系统）减少的势能等于物 体（或系统）
增加的动能，反之亦然。
即 -ΔEP = ΔEK
（3）若系统内只有A、B两个物体，则A减少的机械能
ΔEA等于B增加的机械能ΔE B
即 -ΔEA = ΔEB
例1. 一个物体在平衡力的作用下运动,则在该物体的运动过程中, 物体的 ( )
A. 机械能一定保持不变 B. 动能一定保持不变
C. 动能保持不变, 而重力势能可能变化
D. 若重力势能发生了变化, 则机械能一定发生变化
B C D
机械能守恒的条件
例2. 下列几个物理过程中,机械能一定守恒的是(不计空气阻力) ( )
A.物体沿光滑曲面自由下滑的过程
B.气球匀速上升的过程
C.铁球在水中下下沉的过程
D.在拉力作用下,物体沿斜面匀速上滑的过程
E.物体沿斜面加速下滑的过程
F.将物体竖直向上抛出,物体减速上升的过程
A F
机械能守恒的条件
例3、 以下说法正确的是（ ）
（A）一个物体所受的合外力为零，它的机械能一
定守恒
（B）一个物体做匀速运动，它的机械能一定守恒
（C）一个物体所受的合外力不为零，它的机械能
可能守恒
（D） 一个物体所受合外力的功为零，它一定保持
静止或匀速直线运动
C
机械能守恒的条件
例4、如下图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧 上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量 的叙述中正确的是（ ）
（A）重力势能和动能之和总保持不变
（B）重力势能和弹性势能之和总保持不变
（C）动能和弹性势能之和总保持不变
（D）重力势能、弹性势能和动能之和总
保持不变
D
机械能守恒的条件
例5.长为L质量分布均匀的绳子，对称地悬挂在轻小的定滑轮上，如图所示.轻轻地推动一下，让绳子滑下，那么当绳子离开滑轮的瞬间，绳子的速度为 .
解：由机械能守恒定律，取小滑轮处为零势能面.
机械能守恒的应用—单个物体
如图所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾θ=30°，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮。一柔软的细线跨过定轮，两端分别与物块A和B连结，A的质量为4m，B的质量为m，开始时将B按在地面上不动，然后放开手，让A沿斜面下滑而B上升。物块A与斜面间无摩擦。设当A沿斜面下滑S 距离后，细线突然断了。求物块B上升离地的最大高度H.
θ=30°
B
A
99年广东
解：对系统由机械能守恒定律
4mgSsinθ – mgS = 1/2× 5 mv2
∴ v2=2gS/5
细线断后，B做竖直上抛运动，由机械能守恒定律
mgH= mgS+1/2× mv2
∴ H = 1.2 S
机械能守恒的应用—多个物体系统
同一物体分别从高度相同，倾角不同的光滑斜面的顶端滑到底端时，相同的物理量是：
A.动能
B.速度
C.速率
D.重力所做的功
机械能守恒定律
复习回顾
本章学习的几种能量形式
动能
EK=1/2 mv2
势能
重力势能
EP=mgh
弹性势能
EP=1/2 k△l2
机械能
E=EK+EP
思考：动能和势能存在何种关系？
生活中的例子
伊辛巴耶娃撑高跳
黄果树瀑布
物体只受重力作用
例1：做自由落体运动的小球
1、根据动能定理
2、根据重力做功
3、联立二式得：
或可写为：
V1
V2
h1
h2
……①
……②
一、动能和势能的转化
……①
……②
思考：两个式子的含义？
动能增加
△EK
重力势能减少
△EP
初态机械能
E1
末态机械能
E2
物体只受重力作用，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
一、动能和势能的转化
物体不只受重力作用，但只有重力做功，其他力不做功
例2：小球沿光滑曲面下滑
mg
FN
h1
h2
分析：下滑过程中支持力做功？
重力势能变化？
动能变化？
0
一、动能和势能的转化
零势面
C
A
B
mg
FT
分析：绳子拉力做功？
零势面
h
0
物体不只受重力作用，但只有重力做功，其他力不做功
例3：钢球在竖直面摆动（忽略空气阻力）
一、动能和势能的转化
只有重力做功时，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
mg
FN
h1
h2
C
A
B
mg
FT
h
一、动能和势能的转化
讨论
有其他力做功时，机械能会守恒吗？
一、动能和势能的转化
思考：若钢球换成轻质球，会发生什么情况？
C
A
B
球越摆越低
W总=WG+Wf
EK2-EK1
EP1-EP2
EK2+EP2=EK1+EP1+Wf
E2=E1+Wf （Wf<0）
机械能
不守恒
一、动能和势能的转化
势能包含
重力势能
和
弹性势能
只有重力做功
机械能守恒
只有弹力做功
机械能守恒？
一、动能和势能的转化
根据动能定理：
WF= EK2-EK1 ……①
根据弹力做功：
WF= EP1-EP2 ……②
联立①②式：
EP1+EK1=EP2+EK2
FN
mg
FT
E1 = E2 —— 机械能守恒
二、机械能守恒定律
在只有重力做功或弹力做功的物体系统内，系统只发生动能与势能的相互转化，而总的机械能保持不变。
1、内容
二、机械能守恒定律
2、机械能守恒条件
只有重力做功或弹簧弹力做功
理解：
① 物体只受重力或弹簧弹力，不受其他力。
② 物体受到重力和弹簧弹
力，还受到其他力，但其
他力不做功，或其他力做
的总功为零。
用绳拉着一个物体沿着粗糙的斜面下滑，而且拉力等于摩擦力。
除重力和弹力之外其它力做的功的和为零
说一说
下列实例中哪些情况机械能是守恒的
用绳拉着一个物体沿着粗糙的斜面下滑，且拉力等于摩擦力。
跳伞员利用降落伞在空中匀速下落。
抛出的篮球在空中运动（不计阻力）。
光滑水平面上运动的小球，把弹簧压缩后又被弹回来。
v
如图为翻滚过山车示意图，圆轨道的半径为10m，为了安全，则过山车由静止开始向下运动时离地高度h至少为多少？（不考虑空气阻力和摩擦阻力）
如果考虑阻力的影响，则高度还是20m吗？
练一练
h
B
A
二、机械能守恒定律
v
v0
G
G
v0
G
只受重力
只受弹簧弹力
受重力和
弹簧弹力
机械能守恒定律:
1. 在只有重力和弹簧的弹力做功的情况下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变.
2. 对机械能守恒定律的理解：
（1）系统在初状态的总机械能等于末状态的总机械能.
即 E1 = E2 或 1/2mv12 + mgh1= 1/2mv22 + mgh2
（2）物体（或系统）减少的势能等于物 体（或系统）
增加的动能，反之亦然。
即 -ΔEP = ΔEK
（3）若系统内只有A、B两个物体，则A减少的机械能
ΔEA等于B增加的机械能ΔE B
即 -ΔEA = ΔEB
例1. 一个物体在平衡力的作用下运动,则在该物体的运动过程中, 物体的 ( )
A. 机械能一定保持不变 B. 动能一定保持不变
C. 动能保持不变, 而重力势能可能变化
D. 若重力势能发生了变化, 则机械能一定发生变化
B C D
机械能守恒的条件
例2. 下列几个物理过程中,机械能一定守恒的是(不计空气阻力) ( )
A.物体沿光滑曲面自由下滑的过程
B.气球匀速上升的过程
C.铁球在水中下下沉的过程
D.在拉力作用下,物体沿斜面匀速上滑的过程
E.物体沿斜面加速下滑的过程
F.将物体竖直向上抛出,物体减速上升的过程
A F
机械能守恒的条件
例3、 以下说法正确的是（ ）
（A）一个物体所受的合外力为零，它的机械能一
定守恒
（B）一个物体做匀速运动，它的机械能一定守恒
（C）一个物体所受的合外力不为零，它的机械能
可能守恒
（D） 一个物体所受合外力的功为零，它一定保持
静止或匀速直线运动
C
机械能守恒的条件
例4、如下图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧 上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量 的叙述中正确的是（ ）
（A）重力势能和动能之和总保持不变
（B）重力势能和弹性势能之和总保持不变
（C）动能和弹性势能之和总保持不变
（D）重力势能、弹性势能和动能之和总
保持不变
D
机械能守恒的条件
例5.长为L质量分布均匀的绳子，对称地悬挂在轻小的定滑轮上，如图所示.轻轻地推动一下，让绳子滑下，那么当绳子离开滑轮的瞬间，绳子的速度为 .
解：由机械能守恒定律，取小滑轮处为零势能面.
机械能守恒的应用—单个物体
如图所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾θ=30°，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮。一柔软的细线跨过定轮，两端分别与物块A和B连结，A的质量为4m，B的质量为m，开始时将B按在地面上不动，然后放开手，让A沿斜面下滑而B上升。物块A与斜面间无摩擦。设当A沿斜面下滑S 距离后，细线突然断了。求物块B上升离地的最大高度H.
θ=30°
B
A
99年广东
解：对系统由机械能守恒定律
4mgSsinθ – mgS = 1/2× 5 mv2
∴ v2=2gS/5
细线断后，B做竖直上抛运动，由机械能守恒定律
mgH= mgS+1/2× mv2
∴ H = 1.2 S
机械能守恒的应用—多个物体系统
同一物体分别从高度相同，倾角不同的光滑斜面的顶端滑到底端时，相同的物理量是：
A.动能
B.速度
C.速率
D.重力所做的功