机械能机械能1、定义:物体的动能和势能之和称为物体的机械能。机械能包括动能、重力势能、弹性势能。2、表达式:E=EK+EP小钢球小钢球实验中,小球的受力情况如何?◆受重力G和绳的拉力F作用各个力的做功情况如何?◆拉力和速度方向总垂直,对小球不做功;只有重力对小球能做功。这个小实验说明了什么?◆小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化。在摆动过程中,小球总能回到原来的高度。可见,重力势能和动能的总和保持不变。即机械能保持不变。演示实验……GFv小球的受力情况如何?◆重力G、支持力F1、弹力F各个力的做功情况如何?◆G和F1不做功,F做功这个小实验说明了什么?◆小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化。小球在往复运动过程中总能回到原来的位置,可见,弹性势能和动能的总和应该保持不变。即机械能保持不变。小球的受力情况如何?◆重力G、支持力F1、弹力F各个力的做功情况如何?◆G和F1不做功,F做功这个小实验说明了什么?◆小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化。小球在往复运动过程中总能回到原来的位置,可见,弹性势能和动能的总和应该保持不变。即机械能保持不变。演示实验……演示实验……AOBGF1F一、动能与势能的相互转化一、动能与势能的相互转化1、动能和重力势能可以相互转化2、动能和弹性势能可以相互转化通过重力或弹簧弹力做功,机械能可以从一种形式转化成另一种形式。质量为m的物体自由下落过程中,经过高度h1的A点时速度为v1,下落至高度h2的B点处速度为v2,不计空气阻力,取地面为参考平面,试写出物体在A点时的机械能和B点时的机械能,并找到这两个机械能之间的数量关系。根据动能定理,有21222121mvmvWG重力做功与重力势能的关系可知:21mghmghWG由以上两式可以得到:121222mghmv21mghmv21h1h1v1v1v2v2mmh2h2AABBA点B点12121mghmvEEEPAkAA22221mghmvEEEPBkBB即即1122pkpkEEEE在只有重力做功的物体系内,动能和重力势能可以相互转化,而机械能的总量保持不变。同样可以证明:在只有弹簧弹力做功的物体系内,动能与势能可以相互转化,而物体机械能的总量也保持不变。由此可见:11、机械能守恒定律:、机械能守恒定律:表达式:表达式:p1k1p2k2EEEE12EE在只有重力或弹力做功在只有重力或弹力做功的物体系统内,的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持不变。持不变。内容:内容:或或pkEE(动能的增加等于势能的减少)(动能的增加等于势能的减少)或或守恒和相等的区别:1.守恒:如果某一个物理量在某个过程中始终保持不变,那么我们就说这个物理量在此过程中守恒.2.相等:如果一个物理量在两点的值一样,那么我们就说这个物理量在这两点相等.2.机械能守恒定律成立的条件:2.机械能守恒定律成立的条件:只有重力或系统内弹簧弹力做功,其它力不做功(或其它力合力所做功为零)A、从做功角度分析B、从能量转化角度分析只有系统内动能和势能相互转化,无其它形式能量之间(如内能)转化。只有重力或弹力做功.【例】【例】【例】【例】把一个小球用细绳悬挂起来,就成为一个摆(如图),摆长为l,最大偏角为θ.小球运动到最低位置时的速度是多大?把一个小球用细绳悬挂起来,就成为一个摆(如图),摆长为l,最大偏角为θ.小球运动到最低位置时的速度是多大?〖分析〗拉力和速度方向总垂直,对小球不做功;所以这个过程中只有重力对小球能做功,机械能守恒。θθθθOOOOllAABBGFv【例】【例】【例】【例】把一个小球用细绳悬挂起来,就成为一个摆(如图),摆长为l,最大偏角为θ.小球运动到最低位置时的速度是多大?把一个小球用细绳悬挂起来,就成为一个摆(如图),摆长为l,最大偏角为θ.小球运动到最低位置时的速度是多大?〖解〗选择小球在最低位置时所在的水平面为参考平面。小球在最低点O时为末状态:末状态的动能:Ek2=1/2mv2重力势能:Ep2=0末状态的机械能为:Ek2+Ep2=1/2mv2根据机械能守恒定律有:Ek2+Ep2=Ek1+Ep1即1/2mv2=mgl(1-cosθ))cosθ2gl(1所以v=θθθθOOOOllAABB小球在最高点A时为...