机械能守恒定律—人教版高中物理必修二课件(共张PPT)VIP免费

7.8机械能守恒定律弹性势能变化重力势能变化重力做功弹力做功外力做功动能变化EP=mgh221lkEp221mvEk物体能量的变化往往跟力做的功相关联演示一个用细线悬挂的小球从A点开始摆动。记住它向右能够到达的最大高度。然后用一把直尺在P点挡住悬线，看一看这种情况下小球所能达到的最大高度。如果从能量的角度分析这个现象，你认为实验说明了什么？AP1、小球的受力情况如何？受竖直向下的重力mg和沿绳的拉力T作用T2、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。mgv演示3、如果从能量的角度分析这个现象，你认为实验说明了什么？APTmgv随动能增大，物体的势能减小；反之，随动能减小，物体的势能增大。在摆动过程中，小球总能回到原来的高度。即，势能和动可以相互转化。一、动能与势能的相互转化mg自由落体沿光滑斜面滑下mg重力势能动能观察重力方向与位移方向可得：重力对物体做正功，物体的重力势能减少。我们发现，在这过程中，物体的速度增加了，表示物体的动能增加了。这说明，物体原来的重力势能转化成了动能。mg竖直上抛沿光滑斜面上升mg重力势能动能观察重力方向与位移方向可得：重力对物体做负功，物体的重力势能减少。但由于物体的高度增加，它的重力势能增加了。这说明，物体原来具有的动能转化成了重力势能。v0v0被压缩的弹簧具有弹性势能这一过程中，弹力做正功，弹簧的弹性势能减少，而物体得到一定的速度，动能增加。动能弹性势能弹性势能也可以与动能相互转化。射箭也是弹性势能弹性势能动能重力势能动能重力势能弹性势能机械能=动能+势能kpEEE机械能是标量，具有相对性。从上面的讨论可以看出来，重力势能、弹性势能与动能之间具有密切的联系，我们把它们统称为机械能。伽利略理想斜面实验ABhh重力势能动能重力势能小球所到达的高度都一样，动能与势能的相互转化是否存在某种定量的关系？二、机械能守恒定律光滑曲面滑下v0mgFN初状态A=末状态B势能动能力做功（除重力、弹力外）势能动能mgh1mgh22221mv2121mv02222112121mvmghmvmgh2kE1pE1kE2pE02211kpkpEEEEE机2＝E机1如图滑雪者沿斜面下滑时，忽略阻力，阻力不做功；雪面的支持力与运动方向垂直，也不做功；只有重力做功。被压缩的弹簧具有弹性势能同样可以证明，在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以互相转化，总的机械能也保持不变。可见，在只有重力做功的物体系统内，动能与重力势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。如果物体沿粗糙面下滑呢？粗糙曲面滑下v0mgFNF阻2222112121mvmghWmvmgh阻1212222121mghmvmghmvEk2+EP2≠Ek1+EP1即E1≠E2结论：除重力外有其他力做功，机械能不守恒。在什么情况下机械能守恒？机械能守恒定律：在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。2222112121mvmghmvmgh2211kpkpEEEEE机2＝E机1表达式：守恒条件：1、从能量的观点看：只有系统内动能和势能相互转化，无其他形式能量之间（如内能）的转化。2、从力的观点看:①只受重力（或者系统内弹力），不受其它力，如做抛体运动的物体。②除重力，弹力外，物体还受其他力，但其他力不做功，如物体沿光滑曲面下滑。常见的机械能守恒的例子：①自由落体运动②平抛运动（抛体）③单摆（秋千）④沿光滑斜面自由上下滑的运动。课堂练习1、下列运动过程，机械能可视为守恒的是（）A、热气球缓缓升空B、树叶从枝头飘落C、抛出的铅球在空中运动D、跳水运动员在水中下沉C2、下列几种运动中，物体机械能守恒的是（）A、汽车刹车时的运动B、小球做自由落体运动C、滑块沿光滑斜面下滑D、跳伞运动员在降落伞打开后匀速下降BC3、下列运动中，机械能守恒的是（不计空气阻力）（）A、苹果自由下落B、飞机在竖直平面内做匀速圆周运动C、标枪在空中飞行D、小孩沿滑梯匀速滑下AC问题与练习2解答：神舟号载人飞船在发射至返回的过程中以下哪些阶段中返回舱的机械能是守恒的？（）A、飞船升空的阶段B、飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段C、返回舱在大气层以外向着地球做无动力飞行的阶段D、降落伞张开后，返...