第三节 机械能守恒定律及其应用（课件）-【中职专用】高中物理同步精品课堂（高教版机械建筑类）

主题三 功和能 第三节 机械能守恒定律及其应用 A B h h 【问题引入】 A B h h 思考：小球在光滑的斜面Ａ上从高为h处由静止滚下，滚上另一光滑的斜面Ｂ，速度变为零时的高度为h1 ，h和h1的大小关系怎样？如果减小斜面B的倾角呢？ 　　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。 A B h h' α β 一、势能 势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能 mgh 焦耳 标量 水库蓄水具有重力势能 （一）重力势能 拉长或压缩的弹簧、卷紧的发条、拉开的弓、正在击球的网球拍、撑竿跳高运动员手中弯曲的竿，等等，这些物体都发生了弹性形变，每个物体的各部分之间都有弹力的相互作用。 发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫作弹性势能。 一、势能 （二）弹性势能 解析：　由重力做功的特点可知，此时重力所做的功为：WG＝mgH＝mg(h1－h2)＝0.1×9.8×(1.8－1.25) J＝0.54 J由重力做功与重力势能的变化之间的关系可知，此时重力做正功，重力势能应减少，ΔEp＝－WG＝－0.54 J，即减少0.54 J。 答案：　0.54 J　减少0.54 J 二、机械能守恒定律 （一）、机械能 1、概念： 动能、重力势能和弹性势能的统称。 总机械能为动能和势能之和。 2、表达式： 3、机械能之间可以互相转化：重力势能和弹性势能之间可以互相转化，有重力和弹力做功。 在只有重力做功的物体系统中(以自由落体运动为例） 根据动能定理我们可以得 ① 又因为重力做功使得小球的重力势能减少了 ② ① = ② 得 移项 EP1 + EK1 = EP2 + EK2 ΔＥＫ增（减）＝ ΔＥＰ减（增） V0=0 V1 V2 h1 h2 WG=mgh1-mgh2 mgh1+1/2mv12=mgh2+1/2mv22 二、机械能守恒定律 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。 1.内容： 2.表达式： 3.适用条件： 只有重力做功或弹力做功 答案：　(1)60 N　(2)1 s　(3)11 m/s (1)确定研究对象 (2)对研究对象进行正确的受力分析 (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 (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。 (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。 应用机械能守恒定律解题的一般步骤： 三、课堂练习 1．在下面列举的各个实例中，哪些情况机械能是守恒的（ ） A．跳伞员带着张开的降落伞在空气中匀速下落 B．小球做自由落体运动 C．拉着一个物体沿着光滑固定的斜面匀速上升 D．飞行的子弹击中放在光滑水平桌面上的木块，子弹机械能守恒 B 三、课堂练习 2．如图所示，质量为m的小物块，从离桌面高H处由静止下落，忽略空气阻力，桌面离地面高为h。以桌面为参考平面，小物块落地时的机械能是（　　） A．mgH B．mgh C．mg（H+h） D．mg（H-h） A 三、课堂练习 3．在离地H高处，一人水平抛出一个质量为m的物体，当落到离地h高处，物体的速度变为v，则物体被抛出时动能是（　　） B 4.从离地面高20米处以10m/s的初速度水平抛出一个质量为1kg的铁球，铁球下落过程中在离地5m高处时的速度是多大？（不考虑空气阻力） 解：以地面为参考平面。 三、课堂练习 v0 h1 h2 1．定义：物体的重力与所处高度的乘积。 2．大小：表达式Ep＝______；单位：______，符号：J。 3．标矢性：重力势能是______，只有大小、没有方向。 【例1】质量是100 g的球从1.8 m的高处落到水平板上，又弹回到1.25 m的高度，在整个过程中重力对球所做的功为多少？球的重力势能变化了多少？ 【例2】(2016·济宁高一检测)如图所示，质量m＝2 kg的小球用长L＝1.05 m的轻质细绳悬挂在距水平地面高H＝6.05 m的O点。现将细绳拉直至水平状态，自A点无初速度释放小球，运动至悬点O的正下方B点时细绳恰好断裂，接着小球做平抛运动，落至水平地面上C点。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求： (1)细绳能承受的最大拉力。 (2)细绳断裂后小球在空中运动所用的时间。 (3)小球落地瞬间速度的大小。 解析：　(1)根据机械能守恒 mgL＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,B) 由牛顿第二定律得F－mg＝meq \f(v\o\al(2,B),L)