第五节 机械能守恒定律（课件）-高一物理同步精品课堂（沪科版2020上海必修第二册）

第五节《机械能守恒定律》 第七章《机械能守恒定律》 游乐场里的海盗船 一、机械能： 机械能( E ) 动能( EK ) 势能( EP ) 重力势能 弹性势能 1、定义：动能、势能统称为机械能。 2、大小： 3、标量但有正负，需要选择零势能面。 单位：J 二、动能和势能的相互转化    『探空飞梭』模拟航天飞机的发射，乘客坐在发射椅上，缓缓离开地面，突然间以“发射”速度升空，霎时又以“自由落体”状态下降，游客顿时有一种跳伞打开的感觉，十分刺激。 海盗船 急流勇进 自旋滑车 过山车 结论：在重力或弹力做功的过程中，动能、重力势能和弹性势能之间可以相互转化。 在动能和势能的相互转化过程中满足什么规律呢？ 质量为m的小球从高处自由下落，当它经过高为h1的A点时速度为v1，当经过高为h2的B点时速度为v2，试写出物体在A点时的机械能和在B点时的机械能， h1 h2 v1 v2 A B v mg 解：∵机械能等于物体的动能和势能之和 ∴A点的机械能等于 B点的机械能等于 根据动能定理： 演绎推理： DIS实验探究： 三、机械能守恒定律 1.表达式： 任意两个位置机械能都相等，叫机械能守恒 即：Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 2.内容： 在只有重力（和弹力）做功的条件下，物体的动能和重力势能发生相互转化，机械能的总量保持不变，这就是机械能守恒定律。 ①条件：只有重力（和弹力）做功。 ②结论：机械能的总量保持不变。 （1） “只有重力做功”与 “只受重力”有何不同？ 3、注意： “只有重力做功”与 “只要重力做功”有何不同？ 机械能守恒定律的条件是只有重力做功 （2） 应用机械能守恒定律，必须选择零势能面并统一用国际制单位。 (1)确定研究对象和运动过程；　　 (2)分析受力找每个力做的功；判断是否符合机械能守恒的条件； (3)选择零势能面，确定初、末状态的机械能； (4)由机械能守恒定律列方程，求解未知量。 4、应用机械能守恒定律解题步骤 四、应用举例 【例1】 若以地面为重力势能的参考平面，那么小球落地时的机械能为（ ） A、mgh B、mgh1 C、mg(h+h1) D、mg(h-h1) h h1 v mg(h-h1) 【例2】如图质量为m的小球从桌面竖直向上抛出，桌面离地高度为h1，小球能达到的最大离地高度为h，若以桌面为重力势能的参考平面，不计空气阻力，那么小球落地时的机械能为（ ） mgh D A 【例3】在离水面高10m的平台上，将一只小球竖直向上抛出，若不计空气阻力，该球刚落水时速度为15m/s，则该小球抛出时的初速为多少？ 【例4】某同学从高为h 处以速度v0 水平投出一个质量为m 的铅球,求铅球落地时速度大小。 解1：铅球在空中运动时只有重力做功，动能增加。 设铅球的末速度为v，根据动能定理有： 化简得 2gh=v 2-v02 v0 v mg 解2：铅球在空中运动时只有重力做功， 根据机械能守恒定律有： 如果除了重力和弹力外，还有其他 力 对物体做功或物体做功，机械能的总量将发生变化，这时机械能将不再守恒，机械能和其他形式的能将发生 转化 。 若除重力和弹力外的其他力对物体做正功，物体的机械能 增加 ，若其他力对物体做负功，物体的机械能 减少 。 五、机械能与其它能的转化 【例5】地铁在设计时使车辆进站时要上坡，出站时要下坡，如下图所示，这样设计车站的好处是什么？如果站台高h=3.2m，车辆到达A处时的速度是36km/h，此后关闭发动机，若不考虑阻力，求车辆到达B处时的速度为多少km/h。 【例6】滑板是年轻人十分喜欢的极限运动，现有一场地规格如图，材料钢制的，阻力非常小，可以忽略。 （1）一人以6m/s的速度从4m高台滑下，到2m高处其速度有多大； （2）他所能到达的最大离地高度有多少； （3）若他从右侧2m高台开始下滑，为到达4m高台，下滑最小速度是多少？ 。 【课堂小结】 1、机械能: 动能、势能（重力势能和弹性势能）统称为机械能。 E=Ek+Ep 2、动能、势能的相互转化：在做功的过程中，动能、重力势能和弹性势能之间可以相互转化。 在只有重力（和弹力）做功的情况下，物体的动能和重力（弹性）势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变，这个规律叫做机械能守恒定律。 ①条件：只有重力（和弹力）做功