思考:前面學(xué)習(xí)了哪幾種形式的能量?表達(dá)式是什么?分別對應(yīng)什么力做功?
WG=EP1-EP2 =-△EP
W彈=EP1-EP2 = -△EP
W合=Ek2-Ek1 =△Ek
動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化的例子
在一定條件下,物體的動(dòng)能和勢能(包括重力勢能和彈性勢能)之間可以相互轉(zhuǎn)化,那么你知道它們在轉(zhuǎn)化的過程中遵守什么規(guī)律嗎?
伽利略斜面實(shí)驗(yàn)(1863年)
在沒有空氣阻力和摩擦力時(shí),無論斜面B陡一些,還是緩一些,小球總能到達(dá)斜面B上與釋放點(diǎn)等高的位置,即hA=hB
小球在運(yùn)動(dòng)中“某個(gè)量是守恒的”
  實(shí)驗(yàn)表明斜面上的小球在運(yùn)動(dòng)過程中好像“記得 ”自己起始的高度(或與高度相關(guān)的某個(gè)量)。
把這個(gè)量叫做能量或能。
讓靜止的小球沿斜面A滾下,小球?qū)L上斜面B
回顧:前面學(xué)習(xí)了哪幾種形式的能量?分別對應(yīng)什么力做功?
1重力勢能、彈性勢能與動(dòng)能都是機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的能量形式,統(tǒng)稱為機(jī)械能
EP:重力勢能和彈性勢能
(對應(yīng)物體在某一時(shí)刻或某一位置時(shí)的機(jī)械能)
只有大小,沒有方向,但有正、負(fù)之分。
(其大小與參考系、零勢能面的選取有關(guān))
4.動(dòng)能與勢能的相互轉(zhuǎn)化
①動(dòng)能與重力勢能的相互轉(zhuǎn)化
思考:小球沿A運(yùn)動(dòng)時(shí),高度不斷減小,而速度不斷增大,說明什么?
說明:小球重力勢能不斷減小,動(dòng)能不斷增大,重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
思考:小球沿B運(yùn)動(dòng)時(shí),高度不斷增大,而速度不斷減小,說明什么?
說明:小球重力勢能不斷增大,動(dòng)能不斷減小,動(dòng)能轉(zhuǎn)化重力勢能
思考:小球重力勢能與動(dòng)能間轉(zhuǎn)化的原因是什么?(從做功角度考慮)
小球沿A運(yùn)動(dòng)時(shí),重力對物體做正功,物體的動(dòng)能增加,重力勢能減小。
小球沿B運(yùn)動(dòng)時(shí),重力對物體做負(fù)功,物體的動(dòng)能減小,重力勢能增大。
②動(dòng)能與彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化
思考:小球向左運(yùn)動(dòng)時(shí),速度不斷減小,而彈簧形變量不斷增大,說明什么?
說明:小球動(dòng)能不斷減小,彈簧彈性勢能不斷增大,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢能
思考:小球向右運(yùn)動(dòng)時(shí),速度不斷增大,而彈簧形變量不斷減小,說明什么?
說明:小球動(dòng)能不斷增大,彈簧彈性勢能不斷減小,彈性勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
思考:動(dòng)能與彈性勢能間轉(zhuǎn)化的原因是什么?(從做功角度考慮)
由小球接觸彈簧到速度為零的這一過程中,彈力對小球做負(fù)功,彈簧的彈性勢能增加,小球動(dòng)能減少。
被壓縮的彈簧具有彈性勢能,當(dāng)彈簧恢復(fù)原來形狀時(shí),就把跟它接觸的物體彈出去。這一過程中,彈力對小球做正功,彈簧的彈性勢能減少,小球動(dòng)能增加。
一個(gè)小球在真空中做自由落體運(yùn)動(dòng),另一個(gè)同樣的小球在黏性較大的液體中由靜止開始下落(圖8.4-2)。它們都由高度為h的地方下落到高度為h,的地方。在這兩種情況下,重力做的功相等嗎?重力勢能的變化相等嗎?動(dòng)能的變化相等嗎?重力勢能各轉(zhuǎn)化成什么形式的能?
參考答案:(1)這兩種情況下,重力做功相等;(2)重力勢能的變化相等;(3)動(dòng)能變化不相等;
(4)第一次減小的重力勢能完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,第二次減小的重力勢能除了轉(zhuǎn)化為動(dòng)能外,還有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
動(dòng)能與勢能的相互轉(zhuǎn)化是否存在某種定量關(guān)系?
通過剛才幾個(gè)例子分析,我們知道動(dòng)能與勢能之間相互轉(zhuǎn)化是通過重力做功或彈力做功來實(shí)現(xiàn)的。
例.把一個(gè)小球用細(xì)線懸掛起來,就成為一個(gè)擺(如圖所示),擺長為L,最大偏角為。求小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)的速度為多大?
解析:小球擺動(dòng)過程中,細(xì)線的拉力不做功,系統(tǒng)只有重力做功,機(jī)械能守恒。解:設(shè)小球最低點(diǎn)所在位置為參考平面 由機(jī)械能守恒定律得:
應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題,只需考慮過程的初、末狀態(tài),不必考慮兩個(gè)狀態(tài)間過程的細(xì)節(jié),這是它的優(yōu)點(diǎn)。
EK2 +EP2=EK1+EP1
在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動(dòng)能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能保持不變。
還可以根據(jù)動(dòng)能變化量和勢能的變化量間的關(guān)系表述為:
2、條件:只有重力或彈力做功
練習(xí)1:分析下列情況下機(jī)械能是否守恒?(1)跳傘運(yùn)動(dòng)員從空中勻速下落的過程;(2)物體做平拋運(yùn)動(dòng);
例、把一個(gè)小球用細(xì)繩懸掛起來,就成為一個(gè)擺,擺長為l,最大偏角為θ。小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)的速度是多大?
用機(jī)械能守恒定律解題的步驟:
1.選取研究對象,受力分析,判斷機(jī)械能是否守恒。2.選取零勢能面,確定始態(tài)和末態(tài)的機(jī)械能。3.列方程,并求解結(jié)果。

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