《（浙江專用）2018-2019學年高中物理 第七章 機械能守恒定律 第9節(jié) 機械能守恒定律課件 新人教版必修2.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（浙江專用）2018-2019學年高中物理 第七章 機械能守恒定律 第9節(jié) 機械能守恒定律課件 新人教版必修2.ppt（36頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第9節(jié)機械能守恒定律,[學考報告],[基礎梳理],機械能,1.機械能的定義,動能與勢能(包括重力勢能和彈性勢能)統(tǒng)稱為_______，用符號E表示。,2.機械能具有相對性,因為勢能具有相對性(需確定零勢能參考平面)，同時，與動能相關的速度也具有相對性(應該相對于同一慣性參考系，一般是以地面為參考系)，所以機械能也具有______。只有在確定了參考系和零勢能參考平面的情況下，機械能才有確定的物理意義。,相對性,3.動能和勢能相互轉化,(1)重力勢能與動能相互轉化用細線、小球等做實驗，把一個小球用細線懸掛起來，把小球拉到一定高度的A點，然后放開，小球在擺動過程中，重力勢能與動能相互轉化。我們看到，小球可以擺到跟A點等高的C點，如圖1甲所示，如果用尺子在某一點擋住細線，小球雖然不能擺到C點，但擺到另一側時，也能到達跟A點相同的高度，如圖乙所示。,圖1,實驗證明，小球在擺動過程中重力勢能和動能在不斷轉化。在擺動過程中，小球總能回到原來的高度，可見，重力勢能和動能的總和不變。(2)彈性勢能與動能相互轉化被壓縮的彈簧具有彈性勢能，當彈簧恢復原來形狀時，就把跟它接觸的物體彈出去，這一過程中，彈力做正功，彈簧的彈性勢能減少，而物體得到一定的速度，動能增加。射箭時弓的彈性勢能減少，箭的動能增加，也是這樣一種過程。如果重力和彈力做正功，重力勢能或彈性勢能就減少，動能增加，意味著重力勢能或彈性勢能轉化為動能；反之，如果重力或彈力做負功，重力勢能或彈性勢能就增加，動能減少，意味著動能轉化為重力勢能或彈性勢能。可見，通過重力或彈力做功，機械能可以從一種形式轉化為另一種形式。,[典例精析],【例1】2016年巴西奧運會上，中國選手鄧薇以262公斤(抓舉115公斤，挺舉147公斤)的總成績打破奧運會紀錄、世界紀錄。某次抓舉，在杠鈴被舉高的整個過程中，不計空氣阻力，下列說法正確的是(),圖2,A.杠鈴的動能一直增大B.杠鈴的重力勢能一直增大C.杠鈴的機械能守恒D.杠鈴一直處于超重狀態(tài)解析杠鈴被舉高的過程一定經(jīng)歷了先加速向上，后減速向上的運動，所以動能應先增大后減小，A錯誤；物體一直向上運動，重力勢能一直增大，B正確；因人對杠鈴的支持力做正功，杠鈴的機械能增加，C錯誤；加速度先向上，后向下，杠鈴先超重，后失重，D錯誤。答案B,[基礎梳理],1.推導,(1)情景設定如圖3所示，設小球下落過程中經(jīng)過高度為h1的A點速度為v1，經(jīng)過高度為h2的B點速度為v2，分析下落過程中A、B兩位置的動能與勢能的總和之間的數(shù)量關系。,圖3,(2)理論推導從A點到B點，由動能定理知重力做的功,由重力做功和重力勢能變化的關系有WG＝mgh1－mgh2＝Ep1－Ep2，得到Ek2－Ek1＝Ep1－Ep2，移項后，得Ep1＋Ek1＝Ep2＋Ek2。(3)探究結論自由落體運動過程中，動能和勢能之和保持______。,不變,2.機械能守恒定律的內容,在只有___________做功的物體系統(tǒng)內，動能與勢能可以互相轉化，而總的機械能保持_______。,3.守恒條件,只有__________做功。,4.表達式,(1)守恒式：Ek1＋Ep1＝__________(或E1＝E2)此式表示系統(tǒng)的兩個狀態(tài)的機械能總量相等。(2)轉化式：ΔEk＝－ΔEp此式表示系統(tǒng)動能的增加(______)量等于勢能的_______(增加)量。(3)轉移式：ΔEA增＝ΔEB減此式表示系統(tǒng)A部分機械能的增加量等于B部分機械能的_________。,重力或彈力,不變,重力或彈力,Ek2+Ep2,減少,減少,減少量,5.機械能是否守恒的判斷,(1)利用機械能守恒的條件直接判斷。(2)從做功角度判斷：若物體或系統(tǒng)只有重力(或彈簧的彈力)做功，雖受其他力，但其他力不做功或做功的代數(shù)為零，機械能守恒。(3)從能量轉化角度判斷：系統(tǒng)內只有動能、重力勢能、彈性勢能的相互轉化，無其他形式能量的轉化，系統(tǒng)機械能守恒。,[典例精析],【例2】下列運動的物體，機械能守恒的是(),A.物體沿斜面勻速下滑B.物體從高處以0.9g的加速度豎直下落C.物體沿光滑曲面滑下D.拉著一個物體沿光滑的斜面勻速上升解析物體沿斜面勻速下滑時，動能不變，重力勢能減小，所以機械能減小。物體以0.9g的加速度下落時，除重力外，其他力的合力向上，大小為0.1mg，合力在物體下落時對物體做負功，物體機械能不守恒；物體沿光滑曲面滑下時，只有重力做功，機械能守恒；拉著物體沿斜面上升時，拉力對物體做功，物體機械能不守恒；綜上，選項C正確。答案C,[即學即練],1.(多選)如圖4所示，下列關于機械能是否守恒的判斷正確的是(),圖4,A.甲圖中，火箭升空的過程中，若勻速升空機械能守恒，若加速升空機械能不守恒B.乙圖中物體勻速運動，機械能守恒C.丙圖中小球做勻速圓周運動，機械能守恒D.丁圖中，輕彈簧將A、B兩小車彈開，兩小車組成的系統(tǒng)機械能不守恒，兩小車和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒解析題圖甲中無論火箭勻速上升還是加速上升，由于有推力做功，機械能增加，因而機械能不守恒；題圖乙中拉力F做功，機械能不守恒；題圖丙中，小球受到的所有力都不做功，機械能守恒；題圖丁中，彈簧的彈力做功，彈簧的彈性勢能轉化為兩小車的動能，兩小車與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒。答案CD,[基礎梳理],1.應用步驟,(1)確定研究對象：物體或系統(tǒng)(2)對研究對象進行正確的受力分析。(3)判斷各個力是否做功，并分析是否符合機械能守恒的條件。(4)視解題方便與否選取零勢能參考平面，并確定研究對象在初、末狀態(tài)時的機械能。(5)根據(jù)機械能守恒定律列出方程，或再輔以其他方程，進行求解。,2.適用范圍：應用機械能守恒定律時，系統(tǒng)內相互作用的物體間的力可以是變力，也可以是恒力，適用于直線運動，也適用于曲線運動，只要符合守恒條件，機械能就守恒。而且機械能守恒定律只涉及物體系統(tǒng)的初、末狀態(tài)的物理量，不需分析中間過程的復雜變化，使處理問題得到簡化。,[典例精析],【例3】如圖5所示，讓擺球從圖中A位置由靜止開始下擺，正好擺到最低點B位置時線被拉斷。設擺線長l＝1.6m，O點離地高H＝5.8m，不計線斷時的機械能損失，不計空氣阻力，g取10m/s2，求：,圖5,(1)擺球剛到達B點時的速度大??；(2)落地時擺球的速度大小。,解析(1)擺球由A到B的過程中只有重力做功，故機械能守恒。根據(jù)機械能守恒定律得,(2)設擺球落地點為題圖中的D點，則擺球由B到D過程中只有重力做功，機械能守恒。根據(jù)機械能守恒定律得,答案(1)4m/s(2)10m/s,技巧點撥無論物體是做直線運動還是做曲線運動都可應用機械能守恒定律。應用機械能守恒定律時，正確選取研究對象和研究過程，明確初、末狀態(tài)的動能和勢能，是解決問題的關鍵。,[即學即練],2.以10m/s的速度將質量為m的物體從地面上豎直向上拋出，取地面為零勢能面，若忽略空氣阻力，g取10m/s2，則：,(1)物體上升的最大高度是多少？(2)上升過程中在何處重力勢能與動能相等？,答案(1)5m(2)2.5m,[基礎梳理],機械能守恒定律與動能定理的比較,注意由于應用動能定理不需要滿足什么條件，所以涉及功能關系問題時還是優(yōu)先考慮動能定理。,[典例精析],【例4】如圖6所示，用細圓管組成的光滑軌道AB部分平直，BC部分是處于豎直平面內半徑為R的半圓，圓管截面半徑r?R。有一質量為m，半徑比r略小的光滑小球以水平初速度v0射入圓管。,圖6,【例5】如圖7所示，小球沿水平面通過O點進入半徑為R的半圓弧軌道后恰能通過最高點P，然后落回水平面。不計一切阻力，下列說法不正確的是(),圖7,A.小球落地點離O點的水平距離為2RB.小球落地時的動能為5mgR/2C.小球運動到半圓弧最高點P時向心力為零D.若將半圓弧軌道上部的1/4圓弧截去，其他條件不變，則小球能達到的最大高度比P點高0.5R,答案C,[即學即練],圖8,(1)彈珠乙從D點飛出時的速度大??；(2)彈珠乙在D點時對軌道的彈力；(3)彈簧緩慢壓縮到M點時儲存的彈性勢能。,答案(1)4m/s(2)15N，方向豎直向上(3)1.2J,4.如圖9所示，一固定在豎直平面內的光滑的半圓形軌道ABC，其半徑R＝0.5m，軌道在C處與水平地面相切，在C處放一小物塊，給它一水平向左的初速度v0＝5m/s，結果它沿CBA運動，通過A點，最后落在水平地面上的D點，求C、D間的距離x。(重力加速度g取10m/s2),圖9,解析解法一應用機械能守恒定律求解。物塊由C到A過程，只有重力做功，機械能守恒，則：ΔEp＝－ΔEk，,答案1m,