高一物理机械能守恒及功能关系课件ppt.ppt
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1、病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程机械能机械能势能势能动能动能重力势能重力势能弹性势能弹性势能功能关系功能关系功是能量转功是能量转化的量度。化的量度。动能定理反应了功能关系。动能定理反应了功能关系。病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程一、重力势能:一、重力势能:1.物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能物体由于被举高而具有的能量叫做重力势
2、能EP=mgh2.重力势能的变化与重力做功的关系重力势能的变化与重力做功的关系a.重力所做的功只跟物体的重力及始末位置的高度重力所做的功只跟物体的重力及始末位置的高度差有关,与物体移动的路径无关差有关,与物体移动的路径无关.b.重力做正功时,重力势能减少,减少的重力势能重力做正功时,重力势能减少,减少的重力势能等于重力所做的功等于重力所做的功-EP=WGc.克服重力做功时,重力势能增加,增加的重力势能克服重力做功时,重力势能增加,增加的重力势能等于克服重力所做的功等于克服重力所做的功EP=-WG3.重力势能的相对性和重力势能变化的绝对性重力势能的相对性和重力势能变化的绝对性重力势能的大小取决于
3、参考平面的选择,重力势能的大小取决于参考平面的选择,重力势能的变化与参考平面的选择无关重力势能的变化与参考平面的选择无关.病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程二二.弹性势能:弹性势能:1.发生弹性形变的物体具有的能叫做弹性势能发生弹性形变的物体具有的能叫做弹性势能.2.弹性势能的大小跟物体形变的大小有关,弹性势能的大小跟物体形变的大小有关,EP=1/2kx23.弹性势能的变化与弹力做功的关系弹性势能的变化与弹力做功的关系:弹力所做的功,等于弹性势能减少弹力所做的功,等于弹性势能减少.W弹弹=-EP病原体侵入机体,消弱机体
4、防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程三三.机械能守恒定律机械能守恒定律:1.在在只有只有重力和弹簧的弹力做功重力和弹簧的弹力做功的情况下,物体的动能的情况下,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: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)系统在初状态的总机械能等于末状态的总机械能.即即E1=E2或或1/2mv12+mgh1=1/2mv22+mgh2(2)物体(或系统)减少的势能等于物)物体(或系统)减少的势能等于物体(或系统)体
5、(或系统)增加的动能,反之亦然。增加的动能,反之亦然。即即-EP=EK(3)若系统内只有)若系统内只有A、B两个物体,则两个物体,则A减少的机械能减少的机械能EA等于等于B增加的机械能增加的机械能EB即即-EA=EB病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程3.机机械械能能守守恒恒定定律律适适用用于于只只有有重重力力和和弹弹簧簧的的弹弹力力做做功功的的情情况况,应应用用于于光光滑滑斜斜面面、光光滑滑曲曲面面、自自由由落落体体运运动动、上上抛抛、下下抛抛、平平抛抛运运动动、单单摆摆、竖竖直直平平面面的的圆周运动、弹簧振子等情况。
6、圆周运动、弹簧振子等情况。4.机械能守恒定律机械能守恒定律解题步骤解题步骤:明确研究对象(系统)、明确研究对象(系统)、受力分析检验条件、受力分析检验条件、确定研究过程、确定研究过程、确定零势能面、确定零势能面、列出方程、列出方程、求解未知量。求解未知量。病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程例例1.一一个个物物体体在在平平衡衡力力的的作作用用下下运运动动,则则在在该该物物体体的的运运动过程中动过程中,物体的物体的()A.机械能一定保持不变机械能一定保持不变B.动能一定保持不变动能一定保持不变C.动能保持不变动能保持不变,
7、而重力势能可能变化而重力势能可能变化D.若重力势能发生了变化若重力势能发生了变化,则机械能一定发生变化则机械能一定发生变化BCD练习练习从同一高度以相同的初速率向不同方向抛出质从同一高度以相同的初速率向不同方向抛出质量相同的几个物体,不计空气阻力,则量相同的几个物体,不计空气阻力,则A它们落地时的动能都相同它们落地时的动能都相同B它们落地时重力的即时功率不一定相同它们落地时重力的即时功率不一定相同C它们运动的过程中,重力的平均功率不一定相同它们运动的过程中,重力的平均功率不一定相同D它们从抛出到落地的过程中,重力所做的功一定它们从抛出到落地的过程中,重力所做的功一定相同相同ABCD病原体侵入机
8、体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程例例2.下下列列几几个个物物理理过过程程中中,机机械械能能一一定定守守恒恒的是的是(不计空气阻力不计空气阻力)()A.物体沿光滑曲面自由下滑的过程物体沿光滑曲面自由下滑的过程B.气球匀速上升的过程气球匀速上升的过程C.铁球在水中下下沉的过程铁球在水中下下沉的过程D.在拉力作用下在拉力作用下,物体沿斜面匀速上滑的过程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物体沿斜面加速下滑的过程F.将物体竖直向上抛出将物体竖直向上抛出,物体减速上升的过程物体减速上升的过程AF病原体侵入机体,消弱机体防御
9、机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 例例3、以下说法正确的是(以下说法正确的是()(A A)一个物体所受的合外力为零,它的机)一个物体所受的合外力为零,它的机 械能一定守恒械能一定守恒(B B)一个物体做匀速运动,它的机械能一)一个物体做匀速运动,它的机械能一 定守恒定守恒(C C)一个物体所受的合外力不为零,它的)一个物体所受的合外力不为零,它的 机械能可能守恒机械能可能守恒(D D)一个物体所受合外力的功为零,它一一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定保持静止或匀速直线运动C病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环
10、境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程例例4 4、如如下下图图所所示示,小小球球从从高高处处下下落落到到竖竖直直放放置置的的轻轻弹弹簧簧 上上,在在将将弹弹簧簧压压缩缩到到最最短短的的整整个个过过程程中中,下下列列关关于于能能量量 的的叙叙述述中中正正确确的是(的是()(A A)重力势能和动能之和总保持不变)重力势能和动能之和总保持不变(B B)重力势能和弹性势能之和总保持不变)重力势能和弹性势能之和总保持不变(C C)动能和弹性势能之和总保持不变)动能和弹性势能之和总保持不变(D D)重力势能、弹性势能和动能)重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变之和总保持不变D病
11、原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程例例5、两两个个物物体体在在相相互互作作用用前前后后,下下列列说说法法中正确的是(中正确的是()(A)只要动量守恒,则动能必定守恒只要动量守恒,则动能必定守恒(B)只要机械能守恒,动量必定守恒只要机械能守恒,动量必定守恒(C)如果动量守恒,机械能必定守恒如果动量守恒,机械能必定守恒(D)动量守恒和机械能守恒没有必然联系动量守恒和机械能守恒没有必然联系D病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程16在光滑水平面上有两个相同
12、的弹性小球在光滑水平面上有两个相同的弹性小球A、B,质量,质量都为都为m.现现B球静止,球静止,A球向球向B球运动,发生正碰。已知碰球运动,发生正碰。已知碰撞过程中总机械能守恒,两球压缩最紧时的弹性势能为撞过程中总机械能守恒,两球压缩最紧时的弹性势能为Ep,则碰前,则碰前A球的速度等于球的速度等于()02年全国年全国解:解:设碰前设碰前A球的速度等于球的速度等于v0,两球压缩最紧时的速度为两球压缩最紧时的速度为v1,由动量守恒定律由动量守恒定律mv0=2mv1由机械能守恒定律由机械能守恒定律1/2mv02=1/22mv12+EPC病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且
13、在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程例例7.长长为为L质质量量分分布布均均匀匀的的绳绳子子,对对称称地地悬悬挂挂在在轻轻小小的的定定滑滑轮轮上上,如如图图所所示示.轻轻轻轻地地推推动动一一下下,让让绳绳子子滑滑下下,那那么么当当绳绳子子离离开开滑滑轮轮的的瞬瞬间间,绳子的速度为绳子的速度为.解:解:由由机械能守恒定律,取机械能守恒定律,取小滑轮处为零势能面小滑轮处为零势能面.病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程例例8.小小球球A用用不不可可伸伸长长的的轻轻绳绳悬悬于于O点点,在在O点点的的正正下下方方有有一一固
14、固定定的的钉钉子子B,OB=d,初初始始时时小小球球A与与O同同水水平平面面无无初初速速释释放放,绳绳长长为为L,为为使使球球能能绕绕B点点做做圆圆周运动,试求周运动,试求d的取值范围?的取值范围?dOBALDC解解:设:设BC=r,若刚能绕若刚能绕B点通过最高点点通过最高点D,必须有,必须有mg=mvD2/r(1)由机械能守恒定律由机械能守恒定律mg(L-2r)=1/2mvD2(2)r=2L/5d=L-r=3L/5d的取值范围的取值范围3/5L dL病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程例例9、如图示,长为、如图示,长为
15、l的轻质硬棒的底端和中点各固的轻质硬棒的底端和中点各固定一个质量为定一个质量为m的小球,为使轻质硬棒能绕转轴的小球,为使轻质硬棒能绕转轴O转转到最高点,则底端小球在如图示位置应具有的最小到最高点,则底端小球在如图示位置应具有的最小速度速度v=。vO解解:系统的机械能守恒,:系统的机械能守恒,EP+EK=0因为小球转到最高点的最小速度可以为因为小球转到最高点的最小速度可以为0,所以,所以,病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程例例10.一一根根内内壁壁光光滑滑的的细细圆圆管管,形形状状如如下下图图所所示示,放放在在竖竖直直平
16、平面面内内,一一个个小小球球自自A口口的的正正上上方方高高h处处自自由由落落下下,第第一一次次小小球球恰恰能能抵抵达达B点点;第第二二次次落落入入A口口后后,自自B口口射射出出,恰恰能能再再进进入入A口口,则则两两次次小小球球下下落落的的高高度度之之比比h1:h2=_hABO解解:第一次恰能抵达:第一次恰能抵达B点,不难看出点,不难看出vB1=0由机械能守恒定律由机械能守恒定律mgh1=mgR+1/2mvB12h1=R第二次从第二次从B点平抛点平抛R=vB2tR=1/2gt2mgh2=mgR+1/2mvB22h2=5R/4h1:h2=4:54:5病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境
17、的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程如图所示,一固定的楔形木块,其斜面的如图所示,一固定的楔形木块,其斜面的倾角倾角=30,另一边与地面垂直,顶上有一定滑轮。一,另一边与地面垂直,顶上有一定滑轮。一柔软的细线跨过定滑轮,两端分别与物块柔软的细线跨过定滑轮,两端分别与物块A和和B连结,连结,A的质量为的质量为4m,B的质量为的质量为m,开始时将,开始时将B按在地面上按在地面上不动,然后放开手,让不动,然后放开手,让A沿斜面下滑而沿斜面下滑而B上升。物块上升。物块A与斜面间无摩擦。设当与斜面间无摩擦。设当A沿斜面下滑沿斜面下滑S 距离后,细线突距离后,细线突然断了。求物块
18、然断了。求物块B上升离地的最大高度上升离地的最大高度H.=30BA99年广东年广东解解:对系统由机械能守恒定律:对系统由机械能守恒定律4mgSsinmgS=1/25mv2v2=2gS/5细线断后,细线断后,B做竖直上抛运动,由机械能守恒定律做竖直上抛运动,由机械能守恒定律mgH=mgS+1/2mv2H=1.2S病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程质量为质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接,的钢板与直立轻弹簧的上端连接,弹簧下端固定在地上。平衡时,弹簧的压缩量为弹簧下端固定在地上。平衡时,弹簧的压缩量为x0,如,如图所示。
19、一物块从钢板正上方距离为图所示。一物块从钢板正上方距离为3x0的的A处自由落下,处自由落下,打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动,但不打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动,但不3x0Ox0mA粘连。它们到达最低点后又向上运动。粘连。它们到达最低点后又向上运动。已知物块质量也为已知物块质量也为m时,它们恰能回到时,它们恰能回到O点。若物块质量为点。若物块质量为2m,仍从,仍从A处自由处自由落下,则物块与钢板回到落下,则物块与钢板回到O点时,还具点时,还具有向上的速度。求物块向上运动到达的有向上的速度。求物块向上运动到达的最高点与最高点与O点的距离。点的距离。97年高考年高考.下页病原体侵入机体,消弱
20、机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程物物块块自自由由下下落落,与与钢钢板板碰碰撞撞,压压缩缩弹弹簧簧后后再再反反弹弹向向上上,运运动动到到O点点,弹弹簧簧恢恢复复原原长长。碰碰撞撞过过程程满满足足动动量量守守恒恒条条件件。压压缩缩弹弹簧簧及及反反弹弹时时机机械械能能守守恒恒。自自由由下下落落3x0,根据机械能守恒:,根据机械能守恒:物块与钢板碰撞时,根据动量守恒:物块与钢板碰撞时,根据动量守恒:mv0=(m+m)v1(v1为碰后共同速度)为碰后共同速度)分析与解分析与解:3x0Ox0mA题目题目下页病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体
21、内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程设回到设回到O点时物块和钢板的速度为点时物块和钢板的速度为V,则:,则:物块与钢板一起升到物块与钢板一起升到O点,根据机械能守恒:点,根据机械能守恒:1/22mV12+Ep=2mgx01如果物块质量为如果物块质量为2m,根据动量守恒,根据动量守恒则:则:2mVo=(2m+m)V2,即即V2=2/3Vo1/23mV22+Ep=3mgx0+1/23mV22从从O点开始物块和钢板分离,由点开始物块和钢板分离,由1式得:式得:Ep=1/2mgx0代入代入2得:得:1/23m(2/3Vo)2+1/2mgx0=3mgx0+1/23mV2化
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