内容正文:
主讲老师:物思理
粤教版(2019)高中物理必修第二册课件
第四章 机械能及其守恒定律
第5节 机械能守恒定律
物思理
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物思理
1、机械能
2、动能与势能的相互转化
第5节 机械能守恒定律
3、机械能守恒定律的理论验证
4、机械能守恒定律
5、总结和练习
目录
探究新知
物思理
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知识回顾
1. 重力势能公式
2.重力做功和重力势能的关系式?
3.动能定理的表达式?
动能的公式
WG(弹) =-△EP
W合(总) =△Ek
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新课引入:勇者挑战游戏
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动能与势能(包括重力势能和弹性势能)统称为机械能,用符号 E 表示
3.机械能是标量,具有相对性
1.概念:
2.表达式:
在一定条件下,物体的动能与势能可以相互转化
一、机械能
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动能和势能之间的相互转化是日常生活中常见的一种现象,那么动能和势能之间的相互转化是通过什么来实现的呢?
讨论与交流
二、动能与势能之间的相互转化
请看书本第100页图4-5-2例子,和同学们讨论交流后填写表格
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讨论与交流书本P100
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能量转化情况
重力做正功
EPG或EP弹
EK
减小
增加
重力势能和动能
转化为弹性势能
各能量变化情况
各个力
做功情况
下落过程
与地面接触
到最低点
最低点到
刚离地面
刚离地面
到最高点
重力做正功
弹力做负功
EPG减小
EP弹增大
减小
重力势能转化为动能
重力做负功
弹力做正功
EPG增加
EP弹减小
增加
弹性势能转化为
重力势能和动能
重力做负功
EPG增加
减小
动能转化为重力势能
小球受力分析
G
G
F弹
G
F弹
G
讨论与交流书本P100
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试分析在蹦极、撑竿跳高过程中的动能和势能之间的转化过程:
EK EP弹 EPG
EPG EK和EP弹
二、动能与势能之间的相互转化
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小球自由下落
设小球下落时先后经历了B、C两点。因为只有重力做功,根据动能定理有:
又根据重力做功与重力势能的变化关系有:(选地面为参考面)
由(1)、(2)两式得:
三、机械能守恒定律的理论验证
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1.内容:在只有重力或弹力做功的系统内,动能和势能发生相互转化,而系统的机械能总量保持不变。
2.表达式:
守恒观点
转化观点
转移观点
或 ΔEk减=ΔEp增
或 ΔEA减=ΔEB增
(3)ΔEA=-ΔEB
(2)ΔEk= -ΔEp
(1)EK2+EP2=EK1+EP1 即 E2=E1
四、机械能守恒定律
是否表示只受重力或弹簧弹力?
条件
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1、机械能守恒定律成立的条件:只有重力或弹力做功,怎么理解?
A、不受其它力,只有重力或弹力做功
B、除重力和弹力外,还受其它力,但其它力不做功
讨论与交流
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例题:如图所示,运动员投掷铅球时,把铅球从距离地面高度h=1.8m的A处以v0=12m/s的初速度投出去。
(1)求铅球落到地面C处时速度v的大小(g=10m/s2)
解:以铅球为研究对象,从A处离手到落至地面,只受重力,a=g
方法一: 动能定理
v0
v
初
末
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v0
方法二: 机械能守恒定律
参考平面:EP=0
v
初
末
解:以铅球为研究对象,从A处离手到落至地面,只受重力,a=g
例题:如图所示,运动员投掷铅球时,把铅球从距离地面高度h=1.8m的A处以v0=12m/s的初速度投出去。
(1)求铅球落到地面C处时速度v的大小(g=10m/s2)
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例题:如图所示,运动员投掷铅球时,把铅球从距离地面高度h=1.8m的A处以v0=12m/s的初速度投出去。
(2)如果投掷一纸飞机,能否使用上述投掷铅球的物理模型分析?若不行,请说明理由。
解:纸飞机离手后到落地的过程中,空气阻力不能忽略,并且对纸飞机做负功,机械能不守恒。因此不能使用投掷铅球的物理模型分析。
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如图所示,质量为m 的物体以某一初速v0从A点向下沿光滑的轨道运动,不计空气阻力,若物体通过最低点B 的速度为3 ,求:
(1)物体在A点时的速度;
(2)物体离开C点后还能上升多高 ?
R
机械能守恒定律练习题:
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解:以物体为研究对象不计空气阻力,仅有重力做功,全过程中机械能守恒.
(1)从A到B,根据机械能守恒定律,有
(2)从B 经C 到最高点,根据机械能守恒定律,有
①
②
③
④
机械能守恒定律练习题:
R
h
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总结:利用机械能守恒定律解题的一般步骤
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。
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基础考点 自主悟透
总结:机械能守恒定律的表达形式
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See you later!
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