重力势能-弹性势能-机械能守恒定律ppt课件.ppt

4 4重力势能重力势能重力势能 物体由于被举高而具有的能叫重力势能。质量越大，所处的位置越高，重力势能越大启事一则一个鸡蛋的威力 一个30克的鸡蛋从4楼抛下来就会让人起肿包 从8楼抛下来就会让人头皮破裂 从18楼高甩下来就可以砸破行人的头骨 从25楼抛下可使人当场死亡寻找重力势能的表达式高度重力势能重力做功1h2hmgh1Wmglcos2Wh21mghmghmgh21mghmghcosFlW Gmgmgmg3h2h1hh2h1hnhhW213hmg21mghmghmgh 2h1h2h211mghmghmghW212mglcosmghmghmghWnhhW13mg21mghmghmgh h重力做功的特点 与物体运动的路径无关 起点和终点的位置有关把物理量把物理量mghmgh叫做物体的重力势能叫做物体的重力势能 物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积度的乘积Ep=mgh说明：重力势能是标量是状态量。说明：重力势能是标量是状态量。 单位：焦耳，单位：焦耳，1J=1kgms-2m=1Nm 计算重力势能之前需要先选定计算重力势能之前需要先选定参考平面参考平面 在参考面下方在参考面下方的物体的高度是的物体的高度是负值负值，重力重力势能也是势能也是负值负值。 参考平面的选取是任意的参考平面的选取是任意的 . 在参考面上方在参考面上方的物体的高度是的物体的高度是正值正值，重力重力势能也是势能也是正值正值；势能是势能是状态量状态量、标量标量+ +、表示表示大小大小17重力势能的相对性重力势能的相对性高度是相对的，所以重力势能也是相对的高度是相对的，所以重力势能也是相对的重力势能的正负表示大小重力势能的正负表示大小重力势能：重力势能：3J 5J重力势能：重力势能：0J 5J重力势能：重力势能：3J 5J重力做功（正、负）重力势能变化（增加、减小）物体重力做功与小球重力势能变化量的关系物体上升物体下降 负负正正增加增加减小减小20重力做功与重力势能变化关系重力做功与重力势能变化关系WG = mgh1 - mgh2 = Ep1 - Ep214重力做功与重力势能变化关系重力做功与重力势能变化关系重力做的功等于重力势能的减少量重力做的功等于重力势能的减少量 如果重力做如果重力做正功正功，重力势能重力势能减少减少，减少的重力，减少的重力势能势能等于等于重力对物体做的功重力对物体做的功 如果重力做负功，重力势能增加，增加的重力如果重力做负功，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力做的功势能等于物体克服重力做的功即即 WG = Ep 讨论讨论：重力势能为零的物体是不是就没有重重力势能为零的物体是不是就没有重力势能力势能？例：例： 如图，质量如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上的小球，从桌面以上h1=1.2m的的A点落到地面的点落到地面的B点，桌面高点，桌面高h2=0.8m请按要求填写请按要求填写下表下表(g=10m/s2)参考平面小球在A点重力势能小球在B点重力势能下落过程小球重力做功下落过程小球重力势能变化桌面地面 6J10J-4J010J10J-10J-10Jh1h2AB 选取不同的参考平面选取不同的参考平面, ,物体的重力势能的数值不同物体的重力势能的数值不同 对一个确定的过程，对一个确定的过程，W WG G和和E EP P与参考面的选择无关与参考面的选择无关20 重力势能属于重力势能属于物体和地球组成的系统物体和地球组成的系统 . 平常所说的平常所说的“物体物体”的重力势能，只是一种习惯的重力势能，只是一种习惯简化的说法。简化的说法。重力势能是我重力势能是我自己的自己的！弹性势能的大小弹性势能的大小与形变量有关与形变量有关弹性势能的大小弹性势能的大小与劲度系数有关与劲度系数有关思考：弹性势能的表达式是？思考：弹性势能的表达式是？4怎怎样样计计算算拉拉力力做做的的 功？功？在各个小段上，弹力可近似认为是不变的在各个小段上，弹力可近似认为是不变的 5怎怎样样计计算算这这个个求求和和式？式？lk 弹F弹簧的劲度系数弹簧的劲度系数弹簧的伸长量或压缩量弹簧的伸长量或压缩量弹簧的弹弹簧的弹性势能性势能WFEP1EP2弹力做弹力做的功的功初态的弹性势能初态的弹性势能末态的弹末态的弹性势能性势能EP k l 2重力做功重力做功重力势能变化重力势能变化弹力做功弹力做功弹性势能变化弹性势能变化合外力做功合外力做功动能变化量动能变化量 当当只有重力做功只有重力做功时，物体的动能和势能发生时，物体的动能和势能发生相互转化，而机械能总量保持不变。相互转化，而机械能总量保持不变。地地- -物系统物系统 同样可以证明，在同样可以证明，在只有弹力做功只有弹力做功的物体系统内，的物体系统内，动能动能和和弹性势能弹性势能可以可以相互转化相互转化，总的机械能也保持总的机械能也保持不变不变。弹弹- -物系统物系统222121mghmv21mghmv21 初状态机械能末状态机械能2211:PKPKEEEE即将小球斜抛出去后将小球斜抛出去后(不计阻力不计阻力)将细绳拉成水平位置从静将细绳拉成水平位置从静止释放，在悬点下方止释放，在悬点下方O处处绳子碰到一钉子绳子碰到一钉子判断下列各题中物体的机械能是否守恒？判断下列各题中物体的机械能是否守恒？下列说法正确的是：下列说法正确的是： A.作匀速直线运动的物体机械能一定守恒；作匀速直线运动的物体机械能一定守恒； B.做变速运动的物体机械能可能守恒；做变速运动的物体机械能可能守恒； C.若重力不做功，则机械能一定不守恒；若重力不做功，则机械能一定不守恒； D.做匀变速直线运动的物体机械能一定守恒。做匀变速直线运动的物体机械能一定守恒。 例例1.一物体从光滑斜面顶端点由静止开始滑一物体从光滑斜面顶端点由静止开始滑下，如图所示，斜面高下，如图所示，斜面高1m，长，长2m 。不计空气。不计空气阻力，物体滑到斜面底端点的速度是多大？阻力，物体滑到斜面底端点的速度是多大？（应用机械能守恒定律解决）（应用机械能守恒定律解决）2222112121mvmghmvmgh21212mghmv212vgh22 5/vm s代入数据得代入数据得具体解题过程如下：具体解题过程如下：分析可知机械能守恒，选择地面为参考平面分析可知机械能守恒，选择地面为参考平面1.解：解：2.在在10米高处，以米高处，以5m/s的速度斜向上的速度斜向上抛出一个抛出一个m=2的物体的物体,如物体的落地如物体的落地速度为速度为13m/s,求运动过程中空气阻力求运动过程中空气阻力对物体所做的功。（取对物体所做的功。（取g=10m/s2）有阻力做功，机械能不守恒，用动能定有阻力做功，机械能不守恒，用动能定理求解理求解fmghw22211122mvmv22211122Wmvmv合合22211122fWmvmvmgh56fWJ 解：解：例例3 3把质量为把质量为0.50.5kgkg的石块从离地面高为的石块从离地面高为1010m m的高处以与水平面成的高处以与水平面成3030角斜向上方角斜向上方抛出，石块落地时的速度为抛出，石块落地时的速度为1515m/sm/s。不计不计空气阻力，求石块抛出的初速度大小。空气阻力，求石块抛出的初速度大小。（g=10m/sg=10m/s2 2）机械能守恒，选择地面为参考平面；机械能守恒，选择地面为参考平面；2222112121mvmghmvmgh212125/vvghm s2.解：解：