机械能守恒定律(教育精品).ppt

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1、继继 续续 自主学习自主学习 要点点拨要点点拨 互动探究互动探究 走出误区走出误区继继 续续返回返回一、动能与势能的转化一、动能与势能的转化1 1、物体自由下落或沿光滑斜面下滑时，重力对物体自由下落或沿光滑斜面下滑时，重力对物体做物体做 功，物体的重力势能功，物体的重力势能 ，动，动能能 ，物体原来具有的重力势能转化成，物体原来具有的重力势能转化成了动能了动能2 2、原原来来具具有有一一定定速速度度的的物物体体，由由于于惯惯性性在在空空中中竖竖直直上上升升或或沿沿光光滑滑斜斜面面向向上上运运动动时时，重重力力对对物物体体做做 功功，物物体体原原来来具具有有的的 转转化化为为 正正减少减少增加增

2、加负负动能动能重力势能重力势能继继 续续返回返回3、被被压压缩缩的的弹弹簧簧可可以以把把物物体体弹弹出出去去，这这时时弹弹力力做做 功功，弹弹簧簧的的 转转化化为为动动能能4、重重 力力 势势 能能、弹弹 性性 势势 能能 和和 动动 能能 统统 称称 为为 在在重重力力或或弹弹力力做做功功时时，不不同同形形式式的的机机械械能能可以相互可以相互转转化化正正弹性势能弹性势能机械能机械能温馨提示做功的过程就是能量转化的过程，做功温馨提示做功的过程就是能量转化的过程，做功多少是能量转化的量度多少是能量转化的量度继继 续续返回返回二、机械能守恒定律二、机械能守恒定律1、推导推导(1)建立情景：在只有建

3、立情景：在只有重力做功的情况下，如自重力做功的情况下，如自由落体运动或抛体运动或由落体运动或抛体运动或沿光滑曲面下滑沿光滑曲面下滑(2)推导依据推导依据动能定理动能定理WG 重力做功与重力势能的变重力做功与重力势能的变化化WG Ek2Ek1Ep1Ep2继继 续续返回返回(3)推推导结论导结论Ek k2Ek k1 或或Ek k2Ep2 2、内内容容：在在只只有有重重力力或或弹弹力力做做功功的的物物体体系系统统内内，动动能和能和势势能可以能可以 ，而，而总总的机械能的机械能 3、守恒定律表达式、守恒定律表达式(1)Ek k2Ek k1Ep1Ep2即即Ek k增增 (2)Ek k2Ep2 (3)E2

4、 4、守恒条件、守恒条件：只有：只有 或系或系统统内的内的 做功做功Ep1Ep2Ep1Ek1相互转化相互转化保持不变保持不变Ep减减Ep1Ek k1E1重力重力弹力弹力继继 续续返回返回BACK一、机械能守恒定律的研究对象及守恒条件分析一、机械能守恒定律的研究对象及守恒条件分析1 1研究对象研究对象(1)(1)当当只只有有重重力力做做功功时时，可可取取一一个个物物体体(其其实实是是物物体与地球构成的系统体与地球构成的系统)作为研究对象作为研究对象(2)(2)当当物物体体之之间间的的弹弹力力做做功功时时，必必须须将将这这几几个个物物体体构构成成的的系系统统作作为为研研究究对对象象(使使这这些些弹

5、弹力力成成为为系系统内力统内力)继继 续续返回返回2 2守恒条件守恒条件(1)(1)从从能能量量转转化化特特点点看看：只只有有系系统统动动能能和和势势能能相相互互转转化化，无无其其他他形形式式能能量量(如如内内能能)之之间间转转化化，则则系系统统的的机机械械能能守守恒恒如如果果物物体体间间发发生生相相互互碰碰撞撞，物物体体间间发发生生相相对对运运动动，又又有有相相互互间间的的摩摩擦擦作用时有内能的产生，机械能不守恒作用时有内能的产生，机械能不守恒(2)(2)从从做做功功特特点点看看：只只有有重重力力或或系系统统内内的的弹弹力力做功，具体表现在：做功，具体表现在：只只受受重重力力(或或系系统统内

6、内的的弹弹力力)作作用用，如如所所有有做做抛体运动的物体抛体运动的物体(不计阻力不计阻力)还还受受其其他他力力，但但只只有有重重力力(或或系系统统内内的的弹弹力力)做功，如图所示做功，如图所示继继 续续返回返回图甲中，不计空气阻力，小球在摆动过程中线图甲中，不计空气阻力，小球在摆动过程中线的拉力不做功，只有重力做功，小球的机械能的拉力不做功，只有重力做功，小球的机械能守恒守恒继继 续续返回返回图图乙乙中中，不不计计空空气气阻阻力力，球球在在摆摆动动过过程程中中，只只有有重重力力和和弹弹簧簧与与球球间间的的弹弹力力做做功功，球球与与弹弹簧簧组组成成的的系系统统机械能守恒，但对球来说机械能不守恒机

7、械能守恒，但对球来说机械能不守恒如如图图丙丙所所示示，A A、B B构构成成的的系系统统，忽忽略略绳绳的的质质量量和和绳绳与与滑滑轮轮间间摩摩擦擦，在在A A向向下下、B B向向上上运运动动的的过过程程中中，F FA A和和F FB B都都做做功功，所所以以A A的的机机械械能能不不守守恒恒B B的的机机械械能能也也不不守守恒恒但但对对A A、B B组组成成的的系系统统，绳绳的的拉拉力力F FA A、F FB B为为系系统统内内弹弹力力满满足足机机械械能能守守恒恒条条件件，则则A A、B B系系统统机机械械能能守守恒恒温馨提示：温馨提示：判断单个物体的机械能是否守恒从机械判断单个物体的机械能是

8、否守恒从机械能的定义或做功的力的特点上分析较好，而对系统能的定义或做功的力的特点上分析较好，而对系统的机械能是否守恒的判断，从能量转化的角度分析的机械能是否守恒的判断，从能量转化的角度分析比较简单比较简单继继 续续返回返回二、机械能守恒定律的表达式及解题步骤二、机械能守恒定律的表达式及解题步骤1 1当当系系统统满满足足机机械械能能守守恒恒的的条条件件以以后后，常常见见的的表表达式有以下几种：达式有以下几种：(1)(1)E Ek k1 1E Ep p1 1E Ek k2 2E Ep p2 2，即即初初状状态态的的动动能能与与势势能能之之和等于末状态的动能和势能之和和等于末状态的动能和势能之和(2

9、)2)E Ek kE Ep p或或E Ep pE Ek k，即即动动能能(或或势势能能)的增加量等于势能的增加量等于势能(或动能或动能)的减少量的减少量(3)(3)E EA AE EB B，即即A A物物体体机机械械能能的的增增加加量量等等于于B B物体机械能的减少量物体机械能的减少量2 2应用机械能守恒定律解题的步骤应用机械能守恒定律解题的步骤(1)(1)选取研究对象选取研究对象(物体或系统物体或系统)(2)(2)明明确确研研究究对对象象的的运运动动过过程程，分分析析研研究究对对象象在在运运动动过过程程中中的的受受力力情情况况，弄弄清清各各力力做做功功情情况况，判判断断机机械能是否守恒械能是

10、否守恒继继 续续返回返回(3)(3)选选取取恰恰当当的的参参考考平平面面，确确定定研研究究对对象象在在初初、末末状状态的机械能态的机械能(4)(4)选取恰当的表达式列方程求解选取恰当的表达式列方程求解温温馨馨提提示示：（1)1)公公式式中中涉涉及及到到的的系系统统在在不不同同时时刻刻的的速速度度必必须须是是相相对对于于同同一一惯惯性性参参考考系系(一一般般是是对对地地面面的的速度速度)的的(2)(2)公公式式中中涉涉及及的的系系统统在在不不同同时时刻刻的的势势能能必必须须是是相相对对同一参考平面的势能同一参考平面的势能(3)(3)如如果果采采用用表表达达式式(2)(2)或或(3)(3)的的守守

11、恒恒形形式式，则则没没必必要要选取参考平面选取参考平面继继 续续返回返回BACK题型一：机械能守恒条件的理解题型一：机械能守恒条件的理解例一、例一、如图所示，下列关于机械能是否守恒的判如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是断正确的是A A甲图中，物体甲图中，物体A A将弹簧压缩的过程中，将弹簧压缩的过程中，A A机械能守恒机械能守恒B B乙图中，乙图中，A A置于光滑水平面，物体置于光滑水平面，物体B B沿光滑斜面下滑，沿光滑斜面下滑，物体物体B B机械能守恒机械能守恒C C丙图中，不计任何阻力时丙图中，不计任何阻力时A A加速下落，加速下落，B B加速上升过加速上升过程中，程中，A

12、A、B B机械能守恒机械能守恒D D丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒的机械能守恒继继 续续返回返回解解析析：甲甲图图中中重重力力和和弹弹力力做做功功，物物体体A A和和弹弹簧簧组组成成的的系系统统机机械械能能守守恒恒，但但物物体体A A机机械械能能不不守守恒恒，A A错错乙乙图图中中物物体体B B除除受受重重力力外外，还还受受弹弹力力，弹弹力力对对B B做做负负功功，机机械械能能不不守守恒恒，但但从从能能量量特特点点看看A A、B B组组成成的系统机械能守恒，的系统机械能守恒，B B错错丙丙图图中中绳绳子子张张力力对对A A做

13、做负负功功，对对B B做做正正功功，代代数数和和为零，为零，A A、B B机械能守恒，机械能守恒，C C对对丁丁图图中中动动能能不不变变，势势能能不不变变，机机械械能能守守恒恒，D D对对小小结结：解解答答此此题题应应注注意意把把握握机机械械能能守守恒恒时时力做功特点、能量转化特点及适用对象力做功特点、能量转化特点及适用对象继继 续续返回返回训练：训练：1.1.下列运动过程满足机械能守恒的是下列运动过程满足机械能守恒的是 （C C）A A电梯匀速下降过程电梯匀速下降过程B B起重机吊起重物过程起重机吊起重物过程C C物体做自由落体运动过程物体做自由落体运动过程D D考虑阻力条件下，滑雪者沿斜面

14、下滑过程考虑阻力条件下，滑雪者沿斜面下滑过程解解析析：电电梯梯匀匀速速下下降降过过程程中中，拉拉力力做做负负功功，机机械械能能减减少少，A A错错；起起重重机机吊吊起起重重物物过过程程，拉拉力力做做正正功功，机械能增加，机械能增加，B B错；错；物物体体做做自自由由落落体体运运动动过过程程，只只有有重重力力做做功功，机机械械能能守恒，守恒，C C正确；正确；考考虑虑阻阻力力条条件件下下滑滑雪雪者者沿沿斜斜面面下下滑滑过过程程，滑滑动动摩摩擦擦力做负功，机械能减少，力做负功，机械能减少，D D错误错误继继 续续返回返回题型二：机械能守恒定律的应用题型二：机械能守恒定律的应用例二、例二、如图所示，

15、在水平桌面上的如图所示，在水平桌面上的A点，一个质量为点，一个质量为m的物体以初速度的物体以初速度v0被抛出，不计空气阻力，求它到被抛出，不计空气阻力，求它到达达B点时速度的大小点时速度的大小继继 续续返回返回继继 续续返回返回小结：小结：解法三的表达式研究的是变化量，无需选择参考解法三的表达式研究的是变化量，无需选择参考平面，这给问题的分析和方程的建立带来了很大方便，平面，这给问题的分析和方程的建立带来了很大方便，但在具体问题中，一定要弄清楚是增加量还是减少量但在具体问题中，一定要弄清楚是增加量还是减少量训练：训练：2 2、如图所示，光滑斜轨和光滑圆轨相连，固、如图所示，光滑斜轨和光滑圆轨相

16、连，固定在同一竖直面内，圆轨的半径为定在同一竖直面内，圆轨的半径为R R，一个小球，一个小球(可可视为质点视为质点)，从离水平面高，从离水平面高h h处由静止自由下滑，由处由静止自由下滑，由斜轨进入圆轨求：斜轨进入圆轨求：(1)(1)为了使小球在圆轨内运动的过程中始终不脱离圆为了使小球在圆轨内运动的过程中始终不脱离圆轨，轨，h h应至少多高？应至少多高？(2)(2)若小球到达圆轨最高点时圆轨对小球的压力大小若小球到达圆轨最高点时圆轨对小球的压力大小恰好等于它自身重力大小，那么小球开始下滑时的恰好等于它自身重力大小，那么小球开始下滑时的h h是多大？是多大？（1 1）h h至少为至少为2.5R2

17、.5R.（2）h为为3R继继 续续返回返回BACK误区：不明确机械能守恒定律的系统性导致错解误区：不明确机械能守恒定律的系统性导致错解例例3 3、如如图图所所示示，一一轻轻弹弹簧簧固固定定于于O O点点，另另一一端端系系一一重重物物，将将重重物物从从与与悬悬点点O O在在同同一一水水平平面面且且弹弹簧簧保保持持原原长长的的A A点点无无初初速速释释放放，让让它它自自由由摆摆下下，不不计计空空气气阻阻力力，在重物由在重物由A A点摆向最低点点摆向最低点B B点的过程中点的过程中A A重物的重力势能减少重物的重力势能减少B B重物的重力势能增大重物的重力势能增大C C重物的机械能守恒重物的机械能守恒D D重物的机械能减少重物的机械能减少【正确答案正确答案】AD【误区警示误区警示】本题易错选本题易错选C，原因是小球与弹簧，原因是小球与弹簧组成的系统机械能守恒误认为小球机械能守恒。组成的系统机械能守恒误认为小球机械能守恒。继继 续续返回返回END