3.2 机械能（5）课件（17张PPT ）

3.2
机械能
物体的势能和动能是可以相互转化的，如果没有摩擦等阻力，那么在势能和动能相互转化的过程中，机械能的总和保持不变，机械能是守恒的。
洪山嘴中学詹振亚
制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚
机械能 = 动能 + 势能
势能
动能
保持不变
机械能守恒
+
只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变
机械能大小变化的判断方法
1.利用机械能影响因素变化来判断。
根据动能、势能的大小变化判断机械能的变化。
2.利用能量转化来判断。
（1）系统只有动能和势能相互转化，机械能不变。
（2）有其他形式的能转化为机械能，机械能增大。
（3）有机械能转化为其他形式的能，机械能减小。
水力发电站的能量转化是怎样的？
想想议议
水重力势能
水的动能
水轮机的动能
电能
过程
能的转化情况
下落至床面
撞击床面
床面反弹
离开床面后上升
人的重力势能转化为人的动能
人的机械能转化为床的弹性势能
床的弹性势能转化为人的机械能
人的动能转化为人的重力势能
思考：王显正从空中下落到被蹦床弹上去的过程会经历几个阶段
王显正从接触蹦床开始，到蹦床的弹簧压缩到最短的过程中，王显正的速度、受到的力的变化情况是怎样的?
自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度、受到的力的变化情况是怎样的?
建模
G=Ｆ弹
G>Ｆ弹
G<Ｆ弹
平衡点速度最大
球的质量
球的速度
球的高度
弹簧形变程度
球的动能
球的重力势能
弹簧弹性势能
能的转化
接触点——平衡点
平衡点——最低点
不变
变大
减小
变大
变大
减小
变大
小球重力势能转化为弹簧弹性势能和小球动能
不变
减小
减小
变大
减小
减小
变大
小球重力势能和小球的动能转化为弹簧弹性势能
速度为０，并不静止，受非平衡力作用
有什么共同的特点？
有动能、重力势能、弹性势能的转化
解题步骤：
1、找平衡点（受平衡力位置）
G=Ｆ弹
2、分析平衡点之上合力的方向和运动的方向，判断速度变化，再判断高度变化、动能变化、势能变化、能量转化
合力方向与运动方向一致，则加速；相反，则减速
3、分析平衡点之下合力的方向和运动的方向，判断速度变化，再判断高度变化、动能变化、势能变化、能量转化
合力方向与运动方向一致，则加速；相反，则减速
4、最低点速度为0，受力平衡吗？
速度为０，并不静止，受非平衡力作用　　Ｆ弹>G
5、小球的机械能守恒吗？（整个过程中不计能量损耗）
不守恒
6、整个装置的机械能守恒吗？
守恒
例1、图是小朋友玩蹦蹦床的情景，
对他们在上升和下落过程中机
械能的变化，下列分析不正确
的是（　）
A．小孩上升到最高点时的重力势能最大
B．小孩在空中下落的过程中重力势能转化为动能
C．小孩下落到最低点时蹦蹦床的弹性势能最大
D．小孩下落到最低点时的动能最大
D
例2．如图所示是蹦床运动员表演的情景。运动员从最低点到达最高点的过程中，运动员的动能和重力势能变化情况分别是 （ ）
A． 动能减小，重力势能增大
B． 动能增大，重力势能减小
C． 动能先增大后减小，重力势能增大
D． 动能先减小后增大，重力势能减小
C
例3．学生在做模拟“蹦极”的小实验。一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在a点，b点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，c点是小石块从a点自由下落所能到达的最低点。在小石块由a点到c点运动的过程中，以下说法正确的是(　　　)
A、小石块动能一直在增加
B．小石块减少的重力势能全部转化为动能
C、小石块经过b点时，橡皮筋具有弹性势能
D．小石块到达C点时，动能为零
D
A
动能和弹性势能的转化小球与弹簧相连接（水平面光滑）
1、找平衡点（受平衡力位置）
水平方向受力分析
AO
水平向右弹力
O
OB
不受力
水平向左弹力
O点
2、分析AO合力的方向和运动的方向，判断速度变化，再判断高度变化、动能变化、势能变化、能量转化
弹簧的弹性势能转化为小球的动能
3、分析OB合力的方向和运动的方向，判断速度变化，再判断高度变化、动能变化、势能变化、能量转化
小球的动能转化为弹簧的弹性势能
例1、如图所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置．开始时通过小球压缩弹簧到A位置（已知AO=OB），释放小球，研究小球在水平方向上的受力和运动情况，则
A．小球从A运动到O的过程中所受弹力方向向右、速度不断增大
B．小球从O运动到B的过程中所受弹力方向向右、速度不断减小
C．小球运动到B点时将停止运动并保持静止
D．小球在运动过程中所受弹力的方向保持不变
A
例2．如图所示，在光滑的地面上，手推木块向右压缩弹簧；释放木块，木块沿水平地面向左运动；最后离开弹簧．下列说法中正确的是 （ ）
A．木块在弹簧恢复原状过程中，所受弹力变大
B．木块离开弹簧后，将做匀速直线运动
C．木块离开弹簧后能继续运动，是因为它受到惯性的作用
D．弹簧恢复原状过程中，弹性势能变大
B
例3、如图所示,一轻弹簧的左端固定,右端与一小球相连,小球处于光滑水平面上.现对小球施加一个方向水平向右的恒力F,使小球从静止开始运动.则小球在向右运动的整个过程中 ? ? ? ? ? ? ? ?
A、小球和弹簧组成的系统机械能守恒
B、小球和弹簧组成的系统机械能逐渐较小
C、小球的动能逐渐增大
D、小球的动能先增大后减小
D