内容正文:
第四章 机械能和能源
第五节 机械能守恒定律
2、动能定理的内容是什么?
3、重力做功与重力势能的关系是什么?
1、本章学了哪几种能,如何定义,大小如
何计算?
知识回顾
机械能的概念:
物体在某状态时的动能、重力势能和弹性势能的总和叫做物体的机械能。
重力势能
弹性势能
势能
动能
机械能
一、动能和势能的转化规律
自行车下坡时,你虽然没有蹬车,但随着车的位置的下降,车的速度逐渐增大。从能量的观点来看,当车的势能减小时,动能会增大,即自行车的动能和势能会相互转化。动能和势能的相互转化是否存在某种定量的关系,遵循什么规律呢?
生活中的实例
仔细观察下图(a),(b)所示的物理过程,并分析这些过程中动能和势能的转化。
(a)荡秋千
(b)撑高跳远
1、观察思考
动能与弹性势能间的转化
除了动能和重力势能之间可以转化外,动能和弹性势能之间也可以相互转化,如下图:
动能和势能之间转化时,物体的机械能有什么特点?
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2、实验探究
将螺母用细线
挂在铁架台上,
往后拉螺母使
细线与竖直方
向约成450角 ,
测量一下螺母
此时所处的高
度,放开手,
让它摆起来,
观察它摆到另一侧时能到达多高的位置。
如右图所示,在铁架台上再夹上一个夹子,让螺母摆动到最低点时,细线将会被下面的夹子挡住,重复上述实验,看看这种情况下,螺母摆到另一边时能够摆多高。
你敢不敢再做下去:保持你的头部不动,请另一位同学将螺母拉倒你的鼻尖处再放手,看下次螺母会不会撞到鼻尖上。
上述实验现象说明了什么?
质量为m的物体在空中做抛体运动,在高度为h1的A处速度为v1,在高度为h2的B处速度为v2。如图所示
物体在位置A所具有的机械能
物体在位置B所具有的机械能
A
B
3、理论探究
v1
v2
h1
h2
物体由A到B,由动能定理:
由重力做功与重力势能变化的关系知
A
B
由以上两式得:
即:
v1
v2
h1
h2
在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。
大量事实证明:
二、机械能守恒定律
表达式
即
机械能守恒的条件:
只有重力做功或弹簧弹力做功
对机械能守恒条件的理解
(1)物体只受重力和弹簧弹力,不受其他力
G
G
v0
G
对单个物体:
(2)物体受重力和弹