人教版高中物理必修二 第七章第8节机械能守恒定律(共18张PPT)
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人教版高中物理必修2 7.8机械能守恒定律(共21张PPT)
人教版高中物理必修二 第七章 机械能守恒定律
第八节 机械能守恒定 律
观
如图是迪斯尼乐
察 园的过山车情景,请
与 问:“一辆滑车在下
思 滑过程中,既然没有
考 什么动力,为什么作呢?”
翻滚过山车
知
识 回
动能: Ek=mv2/2
顾
物体由于运动而具有的能叫做动
与
机械能 能
复 习
E=EK+EP
重力势能: Ep=mgh
势能Ep
弹性势能
相互作用的物体凭借其位置而具有的能叫做 势能
1.
生活中的实例
机
随着人类能量消耗的迅速增
械 加,如何有效地提高能量的利用
能 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?
6.把一个小球用细线悬挂起来,就成为一个摆, 摆长为L,最大偏转角为θ ,求小球运动到最低位 置时的速度为多大?
7、从高h处以初速度V0斜向上抛出一个质量为m的 石块,不计空气阻力,一次与水平地面成600角, 另一次与水平地面成300角,则石块着地时的速度 大小是否相同?各为多大?
8.如图所示,在水平台面上的A点,一个质量为m的物 体以初速度V0被抛出,不计空气阻力,求它到达B点的 速度的大小.
V A0
h B H
作业:
课本:P72 问题与练习 34
守 物体运动过程中其它力不做功或做功的代数和为零;
恒
的 (3). 系统机械能守恒的条件:
条 组成系统的物体间只有动能和势能相互转化,系统与外界没 件 有发生机械能转化成其它形式的能或其它形式的能转化成机
第八节 机械能守恒定 律
观
如图是迪斯尼乐
察 园的过山车情景,请
与 问:“一辆滑车在下
思 滑过程中,既然没有
考 什么动力,为什么作呢?”
翻滚过山车
知
识 回
动能: Ek=mv2/2
顾
物体由于运动而具有的能叫做动
与
机械能 能
复 习
E=EK+EP
重力势能: Ep=mgh
势能Ep
弹性势能
相互作用的物体凭借其位置而具有的能叫做 势能
1.
生活中的实例
机
随着人类能量消耗的迅速增
械 加,如何有效地提高能量的利用
能 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?
6.把一个小球用细线悬挂起来,就成为一个摆, 摆长为L,最大偏转角为θ ,求小球运动到最低位 置时的速度为多大?
7、从高h处以初速度V0斜向上抛出一个质量为m的 石块,不计空气阻力,一次与水平地面成600角, 另一次与水平地面成300角,则石块着地时的速度 大小是否相同?各为多大?
8.如图所示,在水平台面上的A点,一个质量为m的物 体以初速度V0被抛出,不计空气阻力,求它到达B点的 速度的大小.
V A0
h B H
作业:
课本:P72 问题与练习 34
守 物体运动过程中其它力不做功或做功的代数和为零;
恒
的 (3). 系统机械能守恒的条件:
条 组成系统的物体间只有动能和势能相互转化,系统与外界没 件 有发生机械能转化成其它形式的能或其它形式的能转化成机
新人教版高中物理必修二第七章第八节机械能守恒定律课件 (共53张PPT)
答案:BCD
1.(多选)图甲、图乙、图丙三种情况中,系统的机 械能守恒的是( )
A.图甲中一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动 B.图乙中运动员在蹦床上越跳越高 C.图丙中小车上放一木块,小车的左侧由弹簧与墙 壁相连.小车在左右运动时,木块相对于小车无滑动(车 轮与地面摩擦不计) D.图丙中如果小车运动时,木块相对小车有滑动
(2)动能增加,势能减少,总和减少. (3)守恒.
1.对机械能守恒条件的理解. (1)从能量转化的角度看,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)从系统做功的角度看,只有重力和系统内的弹力 做功,具体表现在: ①只受重力作用,例如:所有做抛体运动的物体(不 计空气阻力时)机械能守恒.
重点难点
重点
1.机械能守恒定律 的推导和理解. 2.机械能是否守恒 的判断,机械能守
恒定律的应用.
难点
1.机械能守恒条件 的理解和应用. 2.机械能守恒定律 的灵活应用.
知识点一 动能、势能的相互转化
提炼知识 1.动能与重力势能间的转化. 只有重力做功时,若重力做正功,则重力势能转化 为动能,若重力做负功,则动能转化为重力势能,转化 过程中,动能与重力势能之和保持不变.
解析:机械能守恒的条件是只有重力做功,只发生动 能和势能的转化,电梯匀速下降过程中,重力做正功,拉 力做负功,机械能减少,A 错误;起重机吊起重物过程, 重力做负功,拉力做正功,机械能增加,B 错误;物体做 自由落体运动过程,只有重力做功,机械能守恒,C 正确;
考虑阻力条件下滑雪者沿斜面下滑过程,重力做正 功,支持力不做功,滑动摩擦力做负功,机械能减少,D 错误.
解析:(1)(解法一)由 E1=E2,
对 A、B 组成的系统,当 B 下落时系统机械能守恒,
1.(多选)图甲、图乙、图丙三种情况中,系统的机 械能守恒的是( )
A.图甲中一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动 B.图乙中运动员在蹦床上越跳越高 C.图丙中小车上放一木块,小车的左侧由弹簧与墙 壁相连.小车在左右运动时,木块相对于小车无滑动(车 轮与地面摩擦不计) D.图丙中如果小车运动时,木块相对小车有滑动
(2)动能增加,势能减少,总和减少. (3)守恒.
1.对机械能守恒条件的理解. (1)从能量转化的角度看,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)从系统做功的角度看,只有重力和系统内的弹力 做功,具体表现在: ①只受重力作用,例如:所有做抛体运动的物体(不 计空气阻力时)机械能守恒.
重点难点
重点
1.机械能守恒定律 的推导和理解. 2.机械能是否守恒 的判断,机械能守
恒定律的应用.
难点
1.机械能守恒条件 的理解和应用. 2.机械能守恒定律 的灵活应用.
知识点一 动能、势能的相互转化
提炼知识 1.动能与重力势能间的转化. 只有重力做功时,若重力做正功,则重力势能转化 为动能,若重力做负功,则动能转化为重力势能,转化 过程中,动能与重力势能之和保持不变.
解析:机械能守恒的条件是只有重力做功,只发生动 能和势能的转化,电梯匀速下降过程中,重力做正功,拉 力做负功,机械能减少,A 错误;起重机吊起重物过程, 重力做负功,拉力做正功,机械能增加,B 错误;物体做 自由落体运动过程,只有重力做功,机械能守恒,C 正确;
考虑阻力条件下滑雪者沿斜面下滑过程,重力做正 功,支持力不做功,滑动摩擦力做负功,机械能减少,D 错误.
解析:(1)(解法一)由 E1=E2,
对 A、B 组成的系统,当 B 下落时系统机械能守恒,
人教高中物理必修二 7.8机械能守恒定律(共17张PPT)
D、应用机械能守恒定律只考虑过程的始末状 态,而不考虑两状态之间的运动过程,可简化 研究过程。
A O: 重力势能转化为动能
O
B: 动能转化为重力势能T
B
A
受力分析:
势能最大 动能为零
G
O
动能最大 势能最小
【结论】 在只有重力做功的情况下,物体
的动能和重力势能可以相互转化。
【条件】 只受重力作用(或 除重力外,其它
力不做功)
3、动能与弹性势能之间的相互转化:
演示三:物体与弹簧的作用
A图:动能最大,弹 性势能为零。 A
旧课复习
动能:物体由于运动具有的能
势能:
重力势能:地球上的物体具有跟它的高
度有关的能
h
弹性势能:物体因弹性形变而具有的能
V
1、机械能:
(1)定义:物体所具有的动能和势 能统称机械能。
(2)表达式:
E
EK
EP
1 2
mv2
mgh
(3)单位:焦耳。1J=1kg·m2/s2,动 能是标量。
2、动能与重力势能之间的相互转化:
B图:动能为零,弹 性势能最大。
A B:物体动能 B 转化为弹性势能
B C:物体弹性 势能转化为动能
C
【结论】
在只有弹力做功的情况下,物体的 动能和弹性势能也可以相互转化。
【条件】 只有弹力做功(或 除弹力外,其它
力不做功)
在只有重力和弹力做功的情况下, 物体的动能和势能可以相互转化。
小球在刚开始下落时:
V1
不计空气阻力
V
A 不计摩擦阻力 机械能守恒
【例题1】小球沿光滑斜面下滑,求到达底 面时的速度。斜面高h=0.5m,长S=1m。
A O: 重力势能转化为动能
O
B: 动能转化为重力势能T
B
A
受力分析:
势能最大 动能为零
G
O
动能最大 势能最小
【结论】 在只有重力做功的情况下,物体
的动能和重力势能可以相互转化。
【条件】 只受重力作用(或 除重力外,其它
力不做功)
3、动能与弹性势能之间的相互转化:
演示三:物体与弹簧的作用
A图:动能最大,弹 性势能为零。 A
旧课复习
动能:物体由于运动具有的能
势能:
重力势能:地球上的物体具有跟它的高
度有关的能
h
弹性势能:物体因弹性形变而具有的能
V
1、机械能:
(1)定义:物体所具有的动能和势 能统称机械能。
(2)表达式:
E
EK
EP
1 2
mv2
mgh
(3)单位:焦耳。1J=1kg·m2/s2,动 能是标量。
2、动能与重力势能之间的相互转化:
B图:动能为零,弹 性势能最大。
A B:物体动能 B 转化为弹性势能
B C:物体弹性 势能转化为动能
C
【结论】
在只有弹力做功的情况下,物体的 动能和弹性势能也可以相互转化。
【条件】 只有弹力做功(或 除弹力外,其它
力不做功)
在只有重力和弹力做功的情况下, 物体的动能和势能可以相互转化。
小球在刚开始下落时:
V1
不计空气阻力
V
A 不计摩擦阻力 机械能守恒
【例题1】小球沿光滑斜面下滑,求到达底 面时的速度。斜面高h=0.5m,长S=1m。
人教版高中物理必修二第七章第八节机械能守恒定律 课件(共45张PPT)
生
活
中
的
什么是潮汐
现
能,潮汐能
象
是怎样用来
发电的?
利用潮汐涨落时海水水位的升降,使海水 通过水轮机时推动水轮发电机组发电。
应
用 机
(1)确定研究对象
械 能
(2)对研究对象进行正确的受力分析
守 恒 定
(3)判定各个力是否做功,并分析是否符 合机械能守恒的条件
律 的 解
(4)视解题方便选取零势能参考平面,并 确定研究对象在始、末状态时的机械能。
证明:∵只有重力做功, ∴ W合=WG,
由动能定理得:
G
WG= (1/2)mV22-(1/2)mV12 由重力做功与重力势能的变化:
WG=mgh1-mgh2 联立两式得:
(1/2)mV22-(1/2)mV12=mgh1-mgh2 -----
-----①
即(1/2)mV12+mgh1=(1/2)
mV① 少 动 ②动变22上等式 能功+式能.m表 就,述量表和g示 增物两关h示 势: 加体表系2--物 多的:能-达 ?--体少重②之式 说在。力分 明和下势别 了落能即的就表 什总过减示 么的程少了 问机中多怎题,少械样?重,同能的力时保做物了持体多的不
小球落到竖直放置的弹 簧上之后运动过程中的小 球。(如右图所示)
说 一 说
跳伞员利用降落伞 在空中匀速下落。
下列 实例 中哪 些情 况机 械能 是守 恒的
抛出的篮球在空中 运动。
v
光滑水平面上 运动的小球,
把弹簧压缩后
又被弹回来。
用绳拉着一个物 体沿着光滑的斜 面匀速上升。
巩固新课
4、思考与讨论:
题 步 骤
(5)根据机械能守恒定律列出方程,或再 辅之以其他方程,进行求解。
人教版高一物理必修二第七章7.8《机械能守恒定律》课件(共22张ppt)
忽略一切阻力,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? (选O点所在水平面为零势能平面)
解题步骤
1.受力分析,判断是否符合机械能守恒定理的条件 2.列出初、末两个状态的机械能(选取零势能面) 3.根据机械能守恒定律列出等式
E课堂小结
Ek和Ep可以互 相转化
探究Ek和Ep总和 是否为不变量
——只有重力或弹簧弹力做功。
①只存在重力和弹簧弹力
②有其它力存在,但其他力不做功 ③有其它力做功,但是其他力做功之和为0
【讨论】:机械能守恒的条件
——只有重力或弹簧弹力做功。
只能EP与EK相互转化,不能有别的能量参与
例题1:判断下列情境中机械能是否守恒
(1)跳伞员用降落伞在空中匀速下落
例题1:判断下列情境中机械能是否守恒
速地释放,让它自由摆下,不计空气阻力,在重物由A
点摆向最低点的过程中:(
)
A.重物的重力势能减少; B.重物的重力势能增加; C.重物的机械能不变; D.重物的机械能减少。
二、机械能守恒定律 2、系统性:机械能守恒定律是对系
例题3:
一个小球用细线悬挂起来,就成为一个摆,
复习
势能
重力 势能
动能
弹性 势能
生活中很多情境里, 势能和动能可以相互转化
势能
动能
机械能
“碰鼻”游戏 ——你敢来试试吗?
思考:
1. 这个过程中能量是 如何转化的?
2. 为什么小球再次摆 回来肯定撞不到鼻 子?
第八节
猜想: 在只受重力的情况下, 物体在动
能、重力势能的相互转过程中,机 械能不变。
(2)抛出的篮球在空中运动(不计阻力)
例题1:判断下列情境中机械能是否守恒
解题步骤
1.受力分析,判断是否符合机械能守恒定理的条件 2.列出初、末两个状态的机械能(选取零势能面) 3.根据机械能守恒定律列出等式
E课堂小结
Ek和Ep可以互 相转化
探究Ek和Ep总和 是否为不变量
——只有重力或弹簧弹力做功。
①只存在重力和弹簧弹力
②有其它力存在,但其他力不做功 ③有其它力做功,但是其他力做功之和为0
【讨论】:机械能守恒的条件
——只有重力或弹簧弹力做功。
只能EP与EK相互转化,不能有别的能量参与
例题1:判断下列情境中机械能是否守恒
(1)跳伞员用降落伞在空中匀速下落
例题1:判断下列情境中机械能是否守恒
速地释放,让它自由摆下,不计空气阻力,在重物由A
点摆向最低点的过程中:(
)
A.重物的重力势能减少; B.重物的重力势能增加; C.重物的机械能不变; D.重物的机械能减少。
二、机械能守恒定律 2、系统性:机械能守恒定律是对系
例题3:
一个小球用细线悬挂起来,就成为一个摆,
复习
势能
重力 势能
动能
弹性 势能
生活中很多情境里, 势能和动能可以相互转化
势能
动能
机械能
“碰鼻”游戏 ——你敢来试试吗?
思考:
1. 这个过程中能量是 如何转化的?
2. 为什么小球再次摆 回来肯定撞不到鼻 子?
第八节
猜想: 在只受重力的情况下, 物体在动
能、重力势能的相互转过程中,机 械能不变。
(2)抛出的篮球在空中运动(不计阻力)
例题1:判断下列情境中机械能是否守恒
人教版高中物理必修二第七章第八节机械能守恒定律 课件(共25张PPT)
的机械能,并找到这两点机械能之间的数量关系。
h1
m
A
B
h2
v1 v2
A点:
EA
=
EkA
+
EPA
=
1 2
mv12
+
mgh1
B点:
EB
= EkB
+ EPB
=
1 2
mv22
+
mgh2
根据动能定理,有
WG
=
1 2
mv22
-
1 2
mv12
又重力做功在数值上等于物体重力势能的减少量。
由以上两式可以得到
12WmGv=22
解:此过程中只有重力做功,机械能守恒,即
Ek 2 + EP2 = Ek1 + EP1
把各个状态下动能、势能的表达式代入,得
1 mv 2 = mg(l - l cos q) 2
得
说明:用牛顿运动定律无法求解!
应用机械能守恒定律解题的优点
应用机械能守恒定律解决问题,只需考虑 运动的始末状态,不必考虑两个状态之间过程 的细节。如果直接用牛顿运动定律解决问题, 往往要分析过程中各个力的作用,而这些力往 往又是变化的,因此一些难以用牛顿运动定律 解决的问题,应用机械能守恒定律则易于解决。
3、动能和弹性势能可以相互转化。通过弹力做功实现。 例压缩的弹簧;射箭。
结论:通过重力或弹力做功, 机械能可以从一种形式转化成另一种形式
思考:机械能在转化过程中总量如何?
推导: 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点时速度为v2,不计空 气阻力,取地面为参考平面,试写出物体在A点和B点时
人教版高中物理必修二第七章第八节机械能守恒定律 课件(共20张PPT)
压缩弹簧的过程,对弹簧、物体和地球这一系统
2 .如图,把一个小球用细 线悬挂起来,就成为一个摆,
摆角为θ,忽略空气阻力,
小球运动到最低位置时的速
度多大?
3.如图所示,轻质弹簧一端
与墙相连,质量为4㎏的木块
沿光滑的水平面以v0=5m/s 的速度运动并压缩弹簧k,
求弹簧在被压缩的过程中的
最大弹性能以及木块的速度
综上:
在只有重力或弹力做功的物体系统内, 弹簧和物体组成的系统的动能、重力 势能和弹性势能发生相互转化,机械 能总量保持不变.这叫做机械能守恒 定律(law of conservation of mechanical energy)
三、机械能守恒定律的理解
1、机械能守恒定律成立的条件:
只有重力或弹簧的弹力做功
C.重物的机械能不变
D.重物的机械能减小
小结:
机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物体系统 内,弹簧和物体组成的系统的动能、重力势能和弹性 势能发生相互转化,机械能总量保持不变.. 机械能守恒定律成立的条件:只有重力或弹簧的弹力 做功
课后作业:
课后书面作业:课本P77问题与练习1-4题
谢谢
v1=3m/s时的弹簧的弹性势
能?
4.(多选)如图所示,一轻质弹簧一端固定于O点, 另一端系一重物,将重物从与悬点O在同一水 平 面且弹簧保持原长的A点无初速度地释放,让它 自由摆下,不计空气阻力。在重物从A点摆向最 低点B的过程中,下列说法中正确的是( )
A.重物的重力势能减小
B.重物的重力势能增大
注意: 只有重力或弹簧的弹力做功与只受重力或弹力作用 的含义不同,只受重力或弹簧的弹力作用,机械能守 恒,但机械能守恒不一定只受重力或弹簧的弹力作 用.
2 .如图,把一个小球用细 线悬挂起来,就成为一个摆,
摆角为θ,忽略空气阻力,
小球运动到最低位置时的速
度多大?
3.如图所示,轻质弹簧一端
与墙相连,质量为4㎏的木块
沿光滑的水平面以v0=5m/s 的速度运动并压缩弹簧k,
求弹簧在被压缩的过程中的
最大弹性能以及木块的速度
综上:
在只有重力或弹力做功的物体系统内, 弹簧和物体组成的系统的动能、重力 势能和弹性势能发生相互转化,机械 能总量保持不变.这叫做机械能守恒 定律(law of conservation of mechanical energy)
三、机械能守恒定律的理解
1、机械能守恒定律成立的条件:
只有重力或弹簧的弹力做功
C.重物的机械能不变
D.重物的机械能减小
小结:
机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物体系统 内,弹簧和物体组成的系统的动能、重力势能和弹性 势能发生相互转化,机械能总量保持不变.. 机械能守恒定律成立的条件:只有重力或弹簧的弹力 做功
课后作业:
课后书面作业:课本P77问题与练习1-4题
谢谢
v1=3m/s时的弹簧的弹性势
能?
4.(多选)如图所示,一轻质弹簧一端固定于O点, 另一端系一重物,将重物从与悬点O在同一水 平 面且弹簧保持原长的A点无初速度地释放,让它 自由摆下,不计空气阻力。在重物从A点摆向最 低点B的过程中,下列说法中正确的是( )
A.重物的重力势能减小
B.重物的重力势能增大
注意: 只有重力或弹簧的弹力做功与只受重力或弹力作用 的含义不同,只受重力或弹簧的弹力作用,机械能守 恒,但机械能守恒不一定只受重力或弹簧的弹力作 用.
新人教版必修二第七章 机械能守恒定律第8节机械能守恒定律(共18张PPT)
1、推导: 设物体在下落过程中只受
重力作用。 由动能定理,得:W GEk2 Ek1 由 WGEP得:W G( Ep2Ep1)
Ep2E k2 Ep1E k1
E1 E2
小球以初速度v0压缩弹簧,接触面光滑.
小球在压缩过程中,动能减小,弹簧 发生形变,势能增加.此过程中只有 弹簧的弹力做功,系统(小球和弹簧) 的机械能保持不变
AC
3.把质量为m的石头从h高的山崖上以角θ 向斜上方抛出,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)2mt2v
vt v02 2gh
4.用细线连接一个小球,绳长L,
最大偏角θ。求小球到最低点的 速度?
2gL(1cos)
课堂小结
8.机械能守恒定律
1、本章我们学习了哪几种形式的能?
动能、重力势能和弹性势能
2、动能和势能如何表示?
Ek
1 2
mv2
Ep mgh
一、机械能
1、概 念: 动能、重力势能和弹性势能的统称。
2、表达式: EEkEP
3、机械能是标量,具有相对性: 先选取参考平面和参考系才能确定 机械能。(一般选地面为参考系)
极限运动蹦极
2008奥运蹦床冠军何雯娜
二、机械能之间可以互相转化
1、重力势能和动能之间可以互相转化 2、弹性势能和动能之间可以互相转化 3、重力势能和弹性势能之间可以互相
转化
讨论:请同学们再各举一实例
小球摆动实验
试分析: 1、小球受哪些力的作用? 2、哪些力对小球做功? 3、能量如何转化?
三、机械能守恒定律
三、机械能守恒定律
2、定律内容:
在只有重力和弹力做功的系统内, 系统的动能和势能发生互相转化, 但总机械能保持不变。
重力作用。 由动能定理,得:W GEk2 Ek1 由 WGEP得:W G( Ep2Ep1)
Ep2E k2 Ep1E k1
E1 E2
小球以初速度v0压缩弹簧,接触面光滑.
小球在压缩过程中,动能减小,弹簧 发生形变,势能增加.此过程中只有 弹簧的弹力做功,系统(小球和弹簧) 的机械能保持不变
AC
3.把质量为m的石头从h高的山崖上以角θ 向斜上方抛出,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)2mt2v
vt v02 2gh
4.用细线连接一个小球,绳长L,
最大偏角θ。求小球到最低点的 速度?
2gL(1cos)
课堂小结
8.机械能守恒定律
1、本章我们学习了哪几种形式的能?
动能、重力势能和弹性势能
2、动能和势能如何表示?
Ek
1 2
mv2
Ep mgh
一、机械能
1、概 念: 动能、重力势能和弹性势能的统称。
2、表达式: EEkEP
3、机械能是标量,具有相对性: 先选取参考平面和参考系才能确定 机械能。(一般选地面为参考系)
极限运动蹦极
2008奥运蹦床冠军何雯娜
二、机械能之间可以互相转化
1、重力势能和动能之间可以互相转化 2、弹性势能和动能之间可以互相转化 3、重力势能和弹性势能之间可以互相
转化
讨论:请同学们再各举一实例
小球摆动实验
试分析: 1、小球受哪些力的作用? 2、哪些力对小球做功? 3、能量如何转化?
三、机械能守恒定律
三、机械能守恒定律
2、定律内容:
在只有重力和弹力做功的系统内, 系统的动能和势能发生互相转化, 但总机械能保持不变。
人教版高中物理必修二第七章第八节机械能守恒定律 课件(共17张PPT)
2、举例说明动能和势能可以相互 转化?
导入新课 2、动能和势能可以相互转化
导入新课
试 试 你 的 勇 气
A B
O
定律推导
1、思考题:
m
如图(1)所示,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,下落到高度为h2的B点 时速度为V2,写出物体在A点和B点 时的机械能的表达式.(取地面为
例3: 一物体从高1m,长2m光滑斜面顶端滑下。 不计空气阻力,求物体滑到斜面底端速度 的大小?
h
4.4m/s
通过本节学习我们知道了
一、动能和势能的相互转化 1.动能和重力势能的相互转化. 2.动能和弹性势能的相互转化.
二、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,动能和势能能够相互转化,而总的机械能保 持不变.
簧压缩后又被弹 沿着粗糙的斜面下
回来。
滑,且拉力等于摩
擦力。
机械能守恒的条件
例2. 下列几个物理过程中,机械能一定守恒的是(不
计空气阻力) ( A F )
A.物体沿光滑曲面自由下滑的过程 B.气球匀速上升的过程 C.铁球在水中下下沉的过程 D.在拉力作用下,物体沿斜面匀速上滑的过程 E.物体沿斜面加速下滑的过程 F.将物体竖直向上抛出,物体减速上升的过程
功和能的关系:
自然界中存在各种不同形式的能 量----
例如:机械能(动能和势能), 内能,电能,化学能,核能等,各 种不同形式的能量可以相互转化; 转化过程中总能量守恒。
功是能量转化的量度
思考题:
1、什么叫机械能?用公式如何表
示?
机械能
动能
Ek
1 2
mv2
人教版高中物理必修二第七章第八节机械能守恒定律 课件(共19张PPT)
正确的是 D
• A、重力势能和动能之和总保持不变
• B、重力势能和弹性势能之和总保持 不变
• C、动能和弹性势能之和总保持不变
• D、重力势能、弹性势能和动能之和 总保持不变
课 把一个小球用细绳悬挂
本 起来,就成为一个摆,
例 题
摆长为l,最大偏角为θ。 小球运动到最低位置时 A 的速度是多大?
lθ FT
弹性势能
动能和重力势能
演
示 实
让一小球做自由落体运动运动
验:
试分析:
1、小球受哪些力的作用? 3、小球动能势能如何变化?
小球下落过程中,高度变小,速度增大说明重力势 能减小,动能增大,重力势能转化为了小球的动能。 那么两种能量的总和——机械能怎么变化?
大胆猜想 机械能的总量保持不变
一、动能和势能的转化
3、恰当选参考平 面,确定初状态和 末状态的机械能
mgh 0 0 1 mv2 2
2gl(1 cosθ )
机械能守恒定律解题优点
应用机械能守恒定律解题, 只需考虑过程的初、末状态,
不必考虑两个状态间过程的细 节,这是它的优点。
一、动能和势能的转化
思考:两个式子的含义?
1 2
mv22
1 2
mv12
mgh1
mgh2
……①
动能增加
△EK
重力势能减少
△EP
1 2
mv12
mgh1
1 2
mv22
mgh2
……②
初态机械能 E1
末态机械能 E2
物体只受重力 作用,动能和 重力势能可以 相互转化,而 总的机械能保 持不变。
• A、重力势能和动能之和总保持不变
• B、重力势能和弹性势能之和总保持 不变
• C、动能和弹性势能之和总保持不变
• D、重力势能、弹性势能和动能之和 总保持不变
课 把一个小球用细绳悬挂
本 起来,就成为一个摆,
例 题
摆长为l,最大偏角为θ。 小球运动到最低位置时 A 的速度是多大?
lθ FT
弹性势能
动能和重力势能
演
示 实
让一小球做自由落体运动运动
验:
试分析:
1、小球受哪些力的作用? 3、小球动能势能如何变化?
小球下落过程中,高度变小,速度增大说明重力势 能减小,动能增大,重力势能转化为了小球的动能。 那么两种能量的总和——机械能怎么变化?
大胆猜想 机械能的总量保持不变
一、动能和势能的转化
3、恰当选参考平 面,确定初状态和 末状态的机械能
mgh 0 0 1 mv2 2
2gl(1 cosθ )
机械能守恒定律解题优点
应用机械能守恒定律解题, 只需考虑过程的初、末状态,
不必考虑两个状态间过程的细 节,这是它的优点。
一、动能和势能的转化
思考:两个式子的含义?
1 2
mv22
1 2
mv12
mgh1
mgh2
……①
动能增加
△EK
重力势能减少
△EP
1 2
mv12
mgh1
1 2
mv22
mgh2
……②
初态机械能 E1
末态机械能 E2
物体只受重力 作用,动能和 重力势能可以 相互转化,而 总的机械能保 持不变。
人教版高中物理必修2-7.8 机械能守恒定律-课件(共18张PPT)
呢?
二、机械能守恒定律
2、探究规律,寻找机械能不变的条件 分组讨论
设质量为m的小球做自由落体运动,经过高为h1的A点和高为h2的B点,已 知A、B两点的速度分别为v1、v2 ,分析物体在下落过程中在A、B两位置 机械能之间的数量关系。
v1
由 结 而由重 论 总动力:的能做在机定功 只 械理和 有 能得势 重 保:能 力 持变做不化功变关的。系物得体:系统WW 内GG , 动EEk能2p 1与重EEk力1p 2势能可以相互转v化2 h,2 h1
由以上得到: E k 2 - E k 1 E p1 E p 2
(1)
假如物体还受空气
移项后得:
E k 2 E p 2 E k 1 E p 1 (2) 阻力时,机械能还 守恒吗?
二、机械能守恒定律
拓展:只有弹力做功 如图,光滑小球套在水平面上运动,压缩弹簧过程中分析能量的变化, 判断系统的机械能是否守恒
物体从B点到C点只有重力和阻力做功,根据动能定理有: W阻-mg·2R=EkC-EkB 解得W阻=-0.5mgR 所以物体从B点运动至C点克服阻力做的功为W=0.5mgR. (3)物体离开轨道后做平抛运动,仅有重力做功,根据机械能守恒定律有: Ek=EkC+mg·2R=2.5mgR.
【答案】 (1)3mgR (2)0.5mgR (3)2.5mgR
第七章机械能守恒定律
第8节 机械能守恒定律
教学目标
知道什么是机械能,理解物体的动能和条件;
会判定具体问题中机械能是否守恒,能运用机 械能守恒定律分析实际问题
勇敢者的游戏:碰鼻实验
小球摆回时会撞到他的鼻尖吗?
一、机械能
1.概念: 动能、重力势能、弹性势能统称为机械能,
高中物理必修二 第七章第八节机械能守恒定律 课件(共16张PPT)
态和末状态的机械能。 1、本章我们学习了哪几种形式的能?
所以,石头落地的速度为: 用动能定理表示该运动过程, 把一个小球用细绳悬挂起来,就成为一个摆。 木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程
试写出物体在(A4点时)的小球用
细绳悬挂起来,就
成为一个摆。摆长
为L=1 m,最大偏角
L
为60度。小球运动
到最底位置时的速
度是多大?
F
A
G
θ
L·cosθ C
LLcos
L(1cos)
h
O
Lcos
解: 以最低点为零势能面
A
最高点A的机械能为 E1 mgL(1 cos )
C h
O
最低点O的机械能为
E2
1 2
mv
2
L(1cos)
只有重力做功,机 械能守恒,得:
E2 E1
mgL(1 cos ) 1 mv 2
v2
3.找到这两个机械能之间的数量
h2
关系。
m
A
v1
h1
B
v2
h2
地面为参考面
A点
EA
EkA
EPA
1 2
m v12
m gh1
B点
EB
EkB
EPB
1 2
m v22
mgh2
由根据动能定理得 WG 12mv22 12mv12
由重力做功与重 力势能的关系得
WG mg1hmg2h
由以上两式得 1 2m v221 2m v12m gh1m gh2
定 律
E1 E2
条件:只有重力或弹簧弹力做功。
谢谢,再见!
2.表达式:
1.动能增加,势能一定减小,并且, 动能增加量等于势能减小量。 2.动能减小,势能一定增加,并且, 动能减小量等于势能增加量。
所以,石头落地的速度为: 用动能定理表示该运动过程, 把一个小球用细绳悬挂起来,就成为一个摆。 木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程
试写出物体在(A4点时)的小球用
细绳悬挂起来,就
成为一个摆。摆长
为L=1 m,最大偏角
L
为60度。小球运动
到最底位置时的速
度是多大?
F
A
G
θ
L·cosθ C
LLcos
L(1cos)
h
O
Lcos
解: 以最低点为零势能面
A
最高点A的机械能为 E1 mgL(1 cos )
C h
O
最低点O的机械能为
E2
1 2
mv
2
L(1cos)
只有重力做功,机 械能守恒,得:
E2 E1
mgL(1 cos ) 1 mv 2
v2
3.找到这两个机械能之间的数量
h2
关系。
m
A
v1
h1
B
v2
h2
地面为参考面
A点
EA
EkA
EPA
1 2
m v12
m gh1
B点
EB
EkB
EPB
1 2
m v22
mgh2
由根据动能定理得 WG 12mv22 12mv12
由重力做功与重 力势能的关系得
WG mg1hmg2h
由以上两式得 1 2m v221 2m v12m gh1m gh2
定 律
E1 E2
条件:只有重力或弹簧弹力做功。
谢谢,再见!
2.表达式:
1.动能增加,势能一定减小,并且, 动能增加量等于势能减小量。 2.动能减小,势能一定增加,并且, 动能减小量等于势能增加量。
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动能与势能之间可以相互转化。
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在动能势能的转 化过程中,动能和势 能是否存在某种定量 的关系?
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7.8 机械能守恒定律
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论
在只有重力做功的物 体系统内,物体的动 能和重力势能可以相 互转化,但机械能的 总量保持不变
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知识回顾
1、本章我们学习了哪几种形式的能? 2、动能和重力势能如何表示? 3、动能定理的表达式?
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B m2
A
C
【例6】一质量为m的质点,系于长为R的轻绳的一端, 绳的另一端固定在空间的O点,假定绳是不可伸长的、 柔软且无弹性的。今把质点移至水平线OA的上方h高
处,且绳子刚好伸直与水平方向夹角为θ。如图所示。
试求自由释放后当质点到达O点的正下方时,绳对质 点的拉力为多大?
m
θ
O
A
θ
机械能守恒定理
机械能守恒定律
一、机械能的概念 我们学习了哪几种形式的能?
重力势能
机
势能
械
弹性势能
能
动能
E EK EP
1、动能EK、势能EP的“总和”称为机械能,用E表 示2、。机械能也具有相对性,是标量,单位是焦耳J。 3、机械能中动能和势能之间可以相互转化。
机械能之间的相互转化
重力势能、动能之间的转化
动能、弹性势能、重力 势能之间的转化
【例3】如图所示,木块B与水平桌面间的接触是光滑 的,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹 簧压缩到最短。则从子弹开始射入木块到弹簧压缩 至最短的整个过程中( ) A、子弹A与木块B组成的系统机械能守恒 B、子弹A与木块B组成的系统机械能不守恒 C、子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒 D、子弹、木块和弹簧组成的系统机械能不守恒
◆只受重力或弹力作用; ◆除受重力、弹力外,还受其他外力,但其他外力不做功;
◆其他力做功,但其他力做功的代数和为零;
(3)由机械能守恒定律可得:
如果除重力和弹簧弹力以外的其他力做功的代 数和不为零,则该系统的机械能不守恒。它们之 间的关系是:
【例1】如图所示,桌面离地面高H,小球自离桌面高
h处由静止落下,不计空气阻力,(设桌面为零势面)
【例4】长度为L的均匀链条放在光滑水平桌面上,且 使其长度的1/4垂在桌边,松手后链条从静止开始沿 桌边滑下,则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为
多少?
0.75 L
0.25L
机械能守恒定理的应用
【例5】将细绳绕过两个定滑轮A和B.绳的两端各系 一个质量为m的砝码。A、B间的中点C挂一质量为M 的小球,M<2m,A、B间距离为L,开始用手托住M 使它们都保持静止,如图所示。放手后M和2个m开始 运动。求(1)小球下落的最大位移H是多少?(2)小球的 平衡位置距C点距离h是多少?
例1:判断下列运动中小球的机械能是否守恒?
v1
v1
h1
v2
h2
自由落体运动
v1
v2
h2
h1
光滑斜面
h1
h2 v2
平抛运动
v1
v2
h1
h2
光滑曲面
2、含弹簧的系统:
W弹 WG EK 2 EK1 WG EP1 EP2 W弹 E弹1 E弹2
对于含弹簧的系统,若只有重力和弹簧弹力做功时,动能和 势能会发生相互转化,但机械能的总量保持不变。
O
A
B
vA
vB
【例6】一轻绳通过无摩擦的定滑轮和倾斜角为30°的
光滑斜面上的物体m1连接,另一端和套在光滑竖直杆
上的物体m2 连接,定滑轮与竖直杆的距离为 3 m,
又知m2由静止从AB连接为水平位置开始下滑1m时, m1和m2受力平衡,g=10m/s2求: (1) m2下滑过程中的最大速度。
(2) m2沿竖直杆能够下滑的最大距离。
机械能守恒定理的应用
【例6】如图所示,两个质量分别为M和m(M>m) 的大球和小球.用细绳连接,跨在半径为R的光滑半 圆柱的两端.连接体由图示位置从静止开始运动,当 小球到达半圆柱体顶端时对圆柱体的压力多大?
机械能守恒定理的应用
【例7】将质量为M和3M的两小球A和B分别拴在一根 细绳的两端,绳长为L,开始时B球静置于光滑的水平 桌面上,A球刚好跨过桌边且线已张紧,如图所 示.当A球下落时拉着B球沿桌面滑动,桌面的高为h, 且h<L.若A球着地后停止不动,求:(1)B球刚滑 出桌面时的速度大小.(2)B球和A球着地点之间的 距离.
二、动能和势能的转化规律 1、单个物体:
◆观察小球左右最高点的位置关系? ◆比较左右最高点的机械能? ◆小球运动过程中机械能遵循什么规律? ◆小球的机械能为什么遵循这样的规律? ◆小球的受力情况? ◆各个力的做功情况? ◆只有重力做功?
WG W总 EK 2 EK1
WG EP1 EP2
对于单个物体,若只有重力做功时,动能和重力势能会发生相 互转化,但机械能的总量保持不变。
三、机械能守恒定律
1、内容:
只有重力或弹力做功的物体系统内,动能和势能会发生相 互转化,但机械能的总量保持不变,即机械能守恒。
单个物体:
2、守恒的条件:
“只有重力做功”
含弹簧的系统:“只有重力或内部弹簧弹
3、表达式:
力做功”
4、理解:
(1)这里所说的弹力是指系统内部“类似弹簧弹力”的弹力; (2)对守恒条件“只有重力或弹力做功”的理解:
(1)则小球触地的瞬间机械能为( )
(2)则小球触地的瞬间动能为( )
A、mgh
B、—mgH
C、mg(H+h)
h
D、mg(H-h)
H
【例2】自由下落的小球,从接触竖直放置的轻弹簧开 始,到压缩弹簧有最大形变的过程中,以下说法中 正确的是( ) A、小球的动能逐渐减少 B、小球的重力势能逐渐减少 C、小球的机械能不守恒 D、弹簧的弹性势能逐渐增大
B
A
【例4】光滑水平面上,A与L1、L2二弹簧相连,B与弹 簧L2相连,外力向左推B使L1、L2 被压缩,当撤去 外力后,A、L2、B这个系统机械能守恒吗 ?
【例5】如图所示,在长为L的轻杆中点A和端点B各 固定一质量均为m的小球,杆可绕无摩擦的轴O转动, 使杆从水平位置无初速释放摆下。求当杆转到竖直位 置时,轻杆对A、B两球分别做了多少功?