机械能守恒定律 课件.ppt

1.推导 机械能守恒定律 2．内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以_________，而总的机械能_________． 3．守恒定律表达式： (1)Ek2－Ek1＝_________即ΔEk增＝ΔEp减． (2)Ek2＋Ep2＝_________. (3)E2＝___. 4．守恒条件：只有_____或_____做功． 相互转化 保持不变 Ep1－Ep2 Ek1＋Ep1 E1 重力 弹力 思考2：判断下列说法是否正确？ (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． (　　) 提示：合力为零或合力做功为零，物体的机械能都不一定守恒，如物体沿斜面匀速下滑时，物体的机械能就减少，(1)、(2)均错误． 2.下列说法正确的是 (　　)． A．机械能守恒时，物体一定不受阻力 B．机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用 C．物体处于平衡状态时，机械能必守恒 D．物体所受的外力不等于零，其机械能也可以守恒 解析　机械能守恒的条件是只有重力做功或系统内物体间的弹力做功．机械能守恒时，物体或系统可能不只受重力和弹力作用，也可能受其他力，但其他力不做功或做的总功一定为零，A、B错．物体沿斜面匀速下滑时，它处于平衡状态，但机械能不守恒，C错．物体做自由落体运动时，合力不为零，但机械能守恒，D对． 答案　D 3．质量为1 kg的物体从离地面1.5 m高处以速度10 m/s抛出，不计空气阻力，若以地面为零势能面，物体的机械能是________J，落地时的机械能是________J；若以抛出点为零势能面，物体的机械能是________J，落地时的机械能是________J．(g取10 m/s2) 答案　65　65　50　50 1.对机械能的理解 (1)机械能具有瞬时性．物体在某一时刻的机械能等于那一时刻的动能和势能之和． (2)机械能是标量．机械能只有大小，没有方向，但有正负(因为势能有正负)． (3)机械能具有相对性．因为势能具有相对性(需确定零势能面)，与动能相关的速度也具有相对性，所以机械能也具有相对性． 对机械能及机械能守恒条件的理解 2．机械能守恒的条件 “只有重力或弹力做功”可能有以下三种情况： ①物体只受重力或弹力作用； ②除重力和弹力外，其他力不做功； ③除重力和弹力外，其他力做功的代数和为零． 【典例1】 下列叙述中正确的是 (　　)． 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．外力对物体做功为零，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　系统机械能是否守恒可根据机械能守恒的条件来判断．做匀速直线运动的物体所受合力为零，动能不变，但重力势能可能改变，A错误；做变速直线运动的物体，若只有重力对它做功时，机械能守恒，B正确；外力对物体做功为零时，除重力之外的力有可能做功，此时机械能不一定守恒，C错误；系统内只有重力或弹力做功时，系统的机械能守恒，D正确． 答案　BD 机械能守恒的三种判断方法 1．做功条件判断法 应用系统机械能守恒的条件进行判断，分三种情况： (1)物体只受重力(或系统内的弹力)作用． (2)物体同时受重力和其他力，但其他力不做功． (3)有系统的内力做功，但是内力做功的代数和为零． 2．能量转化判断法 若系统内物体间只有动能和重力势能及弹性势能的相互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转变成其他形式的能，则系统的机械能守恒． 3．定义判断法 如物体沿水平方向匀速运动时，动能和势能之和不变，机械能守恒；物体沿竖直方向或沿斜面匀速运动时，动能不变，势能变化，机械能不守恒． 1.机械能守恒定律和动能定理的比较 单个物体的机械能守恒 两大规律 比较内容 机械能守恒定律 动能定理 不同点 表达式 E1＝E2 ΔEk＝－ΔEp ΔEA＝－ΔEB W＝ΔEk 应用范围 只有重力和弹力做功时 无条件限制 物理意义 其他力(重力、弹力以外)所做的功是机械能变化的量度 合外力对物体做的功是动能变化的量度 关注角度 守恒的条件和始末状态机械能的形式及大小 动能的变化及改变动能的方式(合外力做功情况) 两大规律 比较内容 机械能守恒定律 动能定理 共同点 机械能守恒定律和动能定理都是从做功和能量变化的角度来研究物体在力的作用下状态的变化，表达这两个规律的方程都是标量式 【典例2】 荡秋千是一个传统的比赛项目．如图7－8－4所示，若秋千绳的长度是2.0 m，荡到最高点A时秋千绳与竖直方向的夹角θ＝60°，求荡到最低点B时秋千的速度大小．(忽略空气阻力和摩擦，取g＝10 m/s2) 图7－8－4 机械能守恒定律