第4机械能守恒定律课件

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人教版高一物理必修第二册 第八章第4节机械能守恒定律(共20张PPT)

人教版高一物理必修第二册 第八章第4节机械能守恒定律(共20张PPT)

把一个小球用细绳悬挂起来,就成为一个 摆,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?(空气阻力忽略 不计)

A
B
O
把质量为m的石头从h高的山崖上以角θ向斜上方
v 抛出,抛出时的初速度v0,求石头落地时的速度vt
是多大?(不计空气阻力)
0
解:设水平地面为参考平面
h
初状态 E 1
降落伞打开后的一段时间内运动员将匀速下降,此时机械能守恒吗?
运动的物体,若受合外力为零,则其机械能一定守恒
E2=E1 (
)
2:在具体问题中,会判定机械能是否守恒,并能列出机械能守恒的表达式。
运动的物体,若受合外力为零,则其机械能一定守恒
解:设水平地面为参考平面
弹性势能
动能
重力势能
动能
弹性势能
动能
动能和势能在相互转 化的过程中遵循什么 样的规律呢?
V1 V2
A
B h1 h2
结论:在自由落体中,物体的机械能 守恒。
思考讨论:
物体在A点的机械能与B点的机械能相等吗?
v0
Av1h1源自Bh2 v2如图,质量为m的 物体做平抛运动( 不计空气阻力)
如图,质量为m的 小球从最高点下摆 (不计空气阻力)
如图,质量为m物 体的小球沿着光滑 的曲面下滑
质量为的m物体自由落体、平抛、摆动、光滑曲面下滑 ,选地面为零势能面
说明:机械能是否守恒与物体的运动状态无关
随着人类能量消耗的迅 速增加,如何有效地提高能 量的利用率,是人类所面临 的一项重要任务,右图是上 海“明珠线”某轻轨车站的 设计方案,与站台连接的轨 道有一个小的坡度。
车站
明珠号列车为什么在站台上 要设置一个小小的坡度?

人教版高一物理必修第二册机械能守恒定律(共18张PPT)

人教版高一物理必修第二册机械能守恒定律(共18张PPT)
(2)他所能到达的最大离地高度为多少(场地足够高)?
(3)若从B高台开始下滑,为能到达A高台,此人下滑的最小速度为多少?
课堂练习
1.(多选)下列过程中,在不计空气阻力的情况下机械能守恒 的是( ) A.物体做自由落体运动 B.用轻绳系一小球,给小球一初速度,使小球以另一端为 圆心,在竖直面内做圆周运动,小球在做圆周运动的过程 中 C.自由下落的炸弹在空中爆炸 D.物体以一定的初速度冲上光滑的斜面
第八章 第四节 机械能守恒定律
前面我们学习了重力势能、弹性势能和动能,它们分 别有怎样的特点?与做功分别有怎样的关系?
[情境展示] 图片中展示的各种运动过程,是什么力做功?有哪些
能量参与了转化?
小孩荡秋千
瀑布
蹦极
蹦床
一、动能与势能的相互转化
1.机械能概念: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、重力势能和弹性势能。通过做功,机 械能可以从一种形式转化为另一种形式。 2.计算公式:E=Ek+Ep 3.机械能是标量 4.具有相对性(需要设定零势能面)
二、追寻守恒量
钢球用细线悬起,请一个同学靠近将钢球拉至同学鼻子处释放, 摆回时,观察钢球所能达到的高度。将小钢球换成塑料球再做, 观察现象。
钢球所能达到的高度与初始高度基本相同, 说明什么问题?
二、追寻守恒量 DIS实验
三、机械能守恒定律
请以物体沿光滑曲面滑下为例,推导动能与势能 的相互转化是否存在某种定量的关系。
[例题2]质量为25kg的小孩坐在秋千上,小孩离栓绳子的横梁2.5m,如果秋千摆
与其当一辈子乌鸦,莫如当一次鹰。
到最高点时,绳子与竖直方向的夹角是60°,当秋千板摆到最低点时(不计空气 由静止释放到最低点,弹簧的长度也等于L(在弹性限度内),这时A、B两球在最低点的速度分别为vA和vB,则( )

第4机械能守恒定律

第4机械能守恒定律

l
mgl(cos cos 0 )
P
17
l 1.0 m o o 0 30 θ 10 A mgl(cos cos0 ) 1 2 1 2 由动能定理 W mv mv0 2 2
得 v 2 gl(cos cos 0 )
m 1.0 kg
0

? f i dsi (

L
fi ) ds
i
1) 内力也会改变系统的总动能
2) 质点系的三个运动定理各司其职
动量定理
t2
角动量定理
t2
动能定理
F外dt P
t1
M 外dt L
t1
A外 A内 EK
27
灵活的头脑 应 灵活地使用 运动定理
(1) 功的正、负
o
0 90 , dW 0 o o 90 180 , dW 0 o 90 F dr dW 0
o
(2) 作功的图示
F cos
A F cos ds
s1
s2
o s1
ds
s2
s
5
(3)功是一个过程量,与路径有关.
(4)合力的功,等于各分力的功的代数和. F Fx i Fy j Fz k dr dxi dyj dzk
d
FT v ds
l
1.53 m s
1
P
18
4、长为1 m的细线,上端固定,下端悬挂质量为2 kg的小球.今将小球拉到悬线 与竖直方向成45°角的位置,然后无初速地把小球释放.求悬线与竖直方向成 10°角时,小球的速度v. 解:重力的功:W=mgl( cosf-cos45°) ,根据动能定理有:

高中物理必修二《4 机械能守恒定律》集体备课课件

高中物理必修二《4 机械能守恒定律》集体备课课件
力做功,用W表示这一过程中重力做的功,由动能定理
1
2
1
2
知,W= 2 2 − 1 2
根据重力的功等于重力势能的减少,有W=mgh1-mgh2
从以上两式可得
1
mgh1-mgh2= 2 2
2
1
1
2
2

+mgh
2= 1 +mgh1。
2
2
2
1
− 1 2 ,则
2
课前篇自主预习
必备知识
自我检测
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测
变式训练1(多选)下列叙述正确的是(
)
A.做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒
B.做变速直线运动的物体的机械能可能守恒
C.合力对物体做功为零,物体的机械能一定守恒
D.系统内只有重力或弹力做功时,系统的机械能一定守恒
解析:做匀速直线运动的物体所受合力为零,动能不变,但重力势
(1)从能量特点看:
系统只有动能和势能相互转化,无其他形式的能相互转化,则系
统机械能守恒。
(2)从做功特点看:
①只受重力(或弹簧弹力)作用,如做抛体运动的物体。
②除重力(或弹簧弹力)外,还受其他力的作用,但其他力不做功。
③除重力(或弹簧弹力)外,受到其他力的作用,但其他力做功的代
数和为零。
课堂篇探究学习
B.乙图中,A置于光滑水平面,物体B沿光滑斜面下滑,物体B机械
能守恒
C.丙图中,不计任何阻力时A加速下落、B加速上升过程中,A、B
机械能守恒
D.丁图中,系在橡皮条一端的小球向下摆动时,小球的机械能守恒
课堂篇探究学习
探究一
探究二

机械能守恒定律ppt课件

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所储存的生物能
蓄电池充电
电能转化为化学能
将电能转化为内能
用于烘烤食物
七、能量守恒定律
1、内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它
只能从一种形式转化为别的形式,或者从一个物体转
移到别的物体,在转化或转移的过程中其总量不变。
2、说明:
①.该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一,是
解决物理学问题的一个重要方法。
动能增加了。这说明,物体原来的重力势能转化成了动能。
②动能→重力势能
v0
重力做负功
mg
沿光滑斜面上升
mg
竖直上抛
减少的动能到哪里去了?
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。
动能与弹性势能的相互转化
【总结】
1.重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式——机械能。
1
1
1
1
WG mg • L + mg • L
2
4
2
2
3 Biblioteka gL831 2
mgL mv -0
8
2
1
得: V 3gL
2
植物的光合作用
光能转化为生物能
灯泡发光
电能转化为光能
使用手机过程
化学能转化为电能
再转化为光能和机械能
火力发电
化学能转化为内能
再转化为机械能
最后转化为电能
人吃东西
为了利用食物里
力势能的变化)
示重力的功
六、应用机械能守恒定律解题的步骤
例7、如图所示,在高1.5 m的光滑平台上有一个质量为2
kg的小球被一细线拴在墙上,球与墙之间有一根被压缩

机械能守恒定律PPT课件

机械能守恒定律PPT课件

说明:
1.功反映力的空间累积,动能定理是关于过程 的规律;
2.功是物体在某过程中能量改变的一种量度,过程量 A可用状态量EK 表示,为解决问题提供方便。
3.动能定理只适用于惯性系。
4.功与动能的大小与参考系有关,但动能定理与参照 系的选择无关。
一对力的功
子弹和墙之间这一对力作的 功是否为零?
m
R 滑块与槽之间这一对摩擦力做
当: Ae Aid 0 E 0
EK2 EP2 EK1 EP1
如果一个系统内只有保守力作功,其它内力和 一切外力都不作功;或者它们的总功为零,则系 统内各物体的动能和势能可以互相转换,但机械 能总值保持不变。——机械能守恒定律
能量守恒定律
物质运动形式是多样的,对应的能量形式也是 多样的:机械能、热能、电磁能、光能、原子能等等。
能 函 数 为E P x
A x12
B x6
,其 中A、B为 常 数 ,
x为 两 原 子 间 距 , 试 求 原子 间 作 用 力 的 函 数 式.
解:
fx
dE P dx
f
. 12A 6B
x13
x7
三、功能原理 机械能守恒定律
系统的功能原理
内力的功Ai:保守内力的功Aie,非保守内力的功Aiid
十九世纪四十年代发现普遍的能量守恒定律。 “能量可以从一个物体传给另一物体,或从一 种形式转化为另一种形式,但所存的能量总和保持不 变”。 能量守恒定律是一条具有最大普适性的定律, 机械能守恒定律只是能量守恒定律的特例之一。
例:一条质量为M,长为L的匀质链条放在一光滑水平桌 面上,开始时链条静止。长为l 一段铅直下垂。
一、功 动能定理
功的定义(质点)

物理第四章第四节机械能守恒定律 课件

物理第四章第四节机械能守恒定律 课件

2.应用机械能守恒定律解题的一般步骤 (1)根据题意选取研究对象(物体或系统). (2)明确研究对象的运动过程,分析研究对象在运动过程中的 受力情况,弄清各力做功的情况,判断机械能是否守恒. (3)恰当地选取参考平面,确定研究对象在运动过程中的始态 和末态的机械能(数值或表达式). (4)根据机械能守恒定律的不同表达式列方程,并求解结果.
[判一判] 2.(1)合力为零,物体的机械能一定守恒.( ) (2)合力做功为零,物体的机械能一定守恒.( ) (3)只有重力做功,物体的机械能一定守恒.( ) 提示:(1)× (2)× (3)√
对机械能守恒定律的理解
1.研究对象 (1)当只有重力做功时,可取一个物体(其实是物体与地球构成 的系统)作为研究对象. (2)当物体之间的弹力做功时,必须将这几个物体构成的系统 作为研究对象(使这些弹力成为系统内力).
[解析] (1)设当 B 着地时,A 的速度为 v. 法一:利用公式 E2=E1 求解 以地面为参考平面,则 mAgh+12(mA+mB)v2=mBgh
(3 分)
得 v=
2mmBA-+mmABgh=
2×5-3×10×0.8
3+5
m/s
=2 m/s.(2 分)
法二:利用公式 ΔEp 减=ΔEk 增求解
(双选)如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确 的是( )
A.甲图中,物体A将弹簧压缩的过程中,A机械能守恒 B.乙图中,A置于光滑水平面,物体B沿光滑斜面下滑,物 体B机械能守恒
C.丙图中,不计任何阻力时A加速下落,B加速上升过程中,A、B 机械能守恒 D.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 [审题指导] 解答本题应把握以下两点: (1)理解机械能守恒的条件. (2)灵活选择判断方法.

《机械能守恒定律》PPT课件(完美版)

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hA
Bh
实验表明斜面上的小球在运动过程中好像“记得 ”自己
起始的高度(或与高度相关的某个量)。
后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并 且把这个量叫做能量或能。
《机械能守恒定律》PPT课件
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hA α
β
B h’
1、小球从一个斜面的某一高度由静止滑下,并运动到另一个 斜面的同一高度,经历了哪几个运动过程? 2、这些过程各有什么特点?
当小球由最高点沿斜面 A 运动到达最低点时,
能量怎样变化?
v0 = 0
势能去了
hA
参考面
哪里?
B
小球到达最 低点
势能消 失
高度为0


动 能
速度最大
机械能
(参考面)
《机械能守恒定律》PPT课件
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【探究一:动能与势能相互转化】
《机械能守恒定律》PPT课件
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C-D由动能定理
WF =Ep1- Ep2 =mv22/2- mv12/2
ΔEP减= ΔEK增
Ep1 +mv12/2 =Ep2 +mv22/2
即E1=E2
2、小球的机械能保持不变吗? 小球和弹簧这个系统机械能守恒
《机械能守恒定律》PPT课件
机械能守恒定律
1、内容
在只有重力或弹力做功的物体系统内,物体的动 能和势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。
小球高度降低的同时,速度在增加;高度升高的同 时,速度在减小。
《机械能守恒定律》PPT课件
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第四节-机械能守恒定律

第四节-机械能守恒定律
25
5.把一个小球用细绳悬挂起来,就成为一个摆,摆长为l, 最大偏角为θ。小球运动到最低点的速度为多少?
O
26
解:选最低点O点所在的水平面为参考平 面由机械能守恒定律得:
mgl(1 cos ) 1 mv2
2
v 2gl(1 cos )
O
27
6.如图所示,要小球能够通过轨道最高点而不落下来,求 小球至少应从多高处开始滑下?已知圆轨道半径为R,不 计各处摩擦。
O
28
OR
(1)要小球在最高点不掉下来
mg mv2 / R
(2)由机械Байду номын сангаас守恒定律得
mgh mg· 2R 1 mv2 2
h 2.5R
29
1.机械能守恒定律 只有重力做功的情形下,物体的动能和重力势能发
生相互转化,但机械能的总量保持不变。
2.表达方式: ①Ek2 + Ep2 = Ek1 + Ep1
②E增 E减
③ΔEA=-ΔEB
3.机械能守恒的条件:只有重力或弹力做功。
30
不实心不成事,不虚心不知事,不自是 者博闻,不自满者受益。
31
9
想一想:运动员在运动过程中各力如何做功及能量如何变化?
10
讨论与交流:
1.动能和势能之间的转化是通过什么来实现的呢? 重力做功或弹力做功 2.你还能举出生活中动能和势能之间相互转化的例子吗?
11
二 机械能守恒定律
1.机械能守恒定律的理论推导:
设一个质量为m的物体自由下落,
经过高度为h1的A点时速度为v1,下落
mgh2
动能的增加量等于重力势能的减少量。可见,在自
由落体运动中,重力做了多少功,就有多少重力势

《机械能守恒定律》PPT教学课件

《机械能守恒定律》PPT教学课件

末状态的机械能:
EO
1 2
mv2
由机械能守恒定律得: mgl(1 cos ) 1 mv2
2
得所求的速度大小: v 2gl(1 cos)
需要设定零势能面
思维导图
随堂演练
1.(2020·上饶市玉山一中高一下期中)关于机械能守恒的叙述,下列说法 正确的是 A.做匀速圆周运动的物体,机械能一定守恒 B.物体所受的合力不等于零,机械能可能守恒 C.物体做匀速直线运动,机械能一定守恒 D.物体所受合力做功为零,机械能一定守恒
动能定理:
WG
1 2
mvB2
1 2
mvA2
功能关系: WG mghA mghB
联立变形:
mghA
1 2
mvA2
mghB
1 2
mvB2
情景1
光滑曲面
【结论】只有重力做功的系统内,动能与重力势能互相转化时总的机械能保持不变。
定律理解
3.总结归纳 4.内容
EpA
1 2
mvA2
EpB
1 2
mvB2
需要设定零势能面
2.(2020·山师大附中高一下学期期末)如图9是一个设计“过山车”的试 验装置的原理示意图,斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接, 斜面AB和圆形轨道都是光滑的,圆形轨道半径为R,一个质量为m的小 车(可视为质点)在A点由静止释放沿斜面滑下,小车恰能通过圆形轨道 的最高点C.已知重力加速度为g.求: (1)A点距水平面的高度h; (2)运动到B点时小车对圆形轨道压力的大小.
(3)从能的转移角度看:ΔEA增=ΔEB减 此式表示系统A部分机械能的增加量等于系统剩余部分,即B部分机械能的减少量.
定律理解
2.应用机械能守恒定律解题的一般步骤 (1)根据题意选取研究对象; (2)明确研究对象的运动过程,分析研究对象在此过程中的受力情况, 弄清各力做功的情况,判断机械能是否守恒. (3)恰当地选取参考平面,确定研究对象在此过程中的初态和末态的机 械能. (4)根据机械能守恒定律的不同表达式列方程并求解.

机械能守恒定律课件

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(2)对几个物体组成的系统而言:其机械能是否守恒一般通 过能量转化来判定.分析除重力势能、弹性势能和动能外,有 无其他形式的能参与转化,若无其他形式的能参与转化,则系 统的机械能守恒;若有其他形式的能参与转化,则系统机械能 不守恒.
5.应用机械能守恒定律的解题步骤.
(1)根据题意选取研究对象(物体或系统).
(2)转化或转移观点:
①动能(或势能)的减少量等于势能(或动能)的增加量,即 Ek1-Ek2=Ep2-Ep1.
②一个物体机械能的减少(或增加)量等于其他物体机械能 的增加(或减小)量,即EA1-EA2=EB2-EB1.
4.机械能守恒的判定.
(1)对单个物体而言:其机械能是否守恒一般通过做功来判 定.分析除重力、弹簧弹力外,有无其他力做功,若无其他力 做功,则其机械能守恒,若有其他力做功,且不为零,则其机 械能必定不守恒.
(2)明确研究对象的运动过程,分析研究对象在过程中的受 力情况,弄清各力做功的情况,判断机械能是否守恒.
(3)恰当地选取零势能面,确定研究对象在过程中的始态和 末态的机械能.
(4) 根 据 机 械 能 守 恒 定 律 的 不 同 表 达 式 列 方 程 , 并 求 解 结 果.
名师提示:机械能守恒定律是有条件的,即只有重力或弹 力做功,而动能定理的成立是没有条件限制的,它不但可以有 重力和弹力做功,还可以有其他力做功.
由 ΔEp=ΔEk 得 v2=23(π-1)gR
绳的张力对物体 B 做的功 W=12mBv2+mBgR=π+3 2mBgR. 答案:π+3 2mBgR
名师归纳:对于相互作用的整体,在进行能量转化时,单 独一个物体机械能一般不守恒,但系统机械能守恒,可利用机 械能守恒定律对系统列方程求解相关量.
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