高中物理人教版 (新課標(biāo))必修28.機(jī)械能守恒定律精品課件ppt

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物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫做動(dòng)能
相互作用的物體憑借其位置而具有的能叫做勢(shì)能
物體的動(dòng)能和勢(shì)能之和稱為物體的機(jī)械能
動(dòng)能和勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化（一）
動(dòng)能和勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化（二）
動(dòng)能和勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化（三）
如圖是迪斯尼樂園的過山車情景，請(qǐng)問：“一輛滑車在下滑過程中，既然沒有什么動(dòng)力，為什么每次總能如此準(zhǔn)確的完成一連串有驚無險(xiǎn)的動(dòng)作呢？”
進(jìn)站前關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，機(jī)車憑慣性上坡，動(dòng)能變成勢(shì)能儲(chǔ)存起來，出站時(shí)下坡，勢(shì)能變成動(dòng)能，節(jié)省了能源。
觀察 動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化
探尋動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化規(guī)律
如圖，一個(gè)質(zhì)量為m的小球自由下落或做斜拋運(yùn)動(dòng)或豎直上拋，經(jīng)過某高度為h１的A點(diǎn)時(shí)速度為v１，下落到某高度為h2的B點(diǎn)時(shí)速度為v2，試寫出小球在A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能EA和在B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能EB，并找出小球在A、B時(shí)所具有的機(jī)械能EA、EB之間的數(shù)量關(guān)系。
質(zhì)量為m的物體自由下落過程中，經(jīng)過高度h1的A點(diǎn)時(shí)速度為v1，下落至高度h2的B點(diǎn)處速度為v2，不計(jì)空氣阻力，取地面為參考平面，試寫出物體在A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能和B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能，并找到這兩個(gè)機(jī)械能之間的數(shù)量關(guān)系。
重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系可知：
動(dòng)能和重力勢(shì)能間的轉(zhuǎn)換
Ek2+EP2＝Ek1+EP1
假如物體還受其它力,機(jī)械能是否還守恒?
動(dòng)能和彈性勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化
在只有彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和彈力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。
彈簧的彈性勢(shì)能與小球的動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化
一、機(jī)械能：物體的動(dòng)能和勢(shì)能之和稱為物體 的機(jī)械能。 Ｅ＝ＥＫ＋ＥＰ
二、物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。
三、機(jī)械能守恒定律　　在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和彈性勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。
1、守恒條件：a、只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力做功，其它力 不做功（或其它力合力所做功為零） b、只發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化。
2、表達(dá)式： E１= E2 或 EK１+EP１= EK2+EP2 或 △Ek=－ △ Ep（動(dòng)能的增加等于勢(shì)能的減少）
四、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用
探討守恒的條件
在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化時(shí)，機(jī)械能守恒
在具體判斷機(jī)械能是否守恒時(shí)，一般從以下兩方面考慮： ①對(duì)于某個(gè)物體，只受重力（彈力）做功；受其它力，而其他力不做功，則該物體的機(jī)械能守恒。 ②對(duì)于由兩個(gè)或兩個(gè)以上物體(包括彈簧在內(nèi)組成的系統(tǒng)，如果系統(tǒng)只有重力做功或彈力做功，物體間只有動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)與外界沒有機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)內(nèi)部沒有機(jī)械能與其他形式能的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的機(jī)械能就守恒。
在下列的物理過程中，機(jī)械能守恒的有（ ?。? 　A．把一個(gè)物體豎直向上勻速提升的過程 　B．人造衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行的過程 　C．汽車關(guān)閉油門后沿水平公路向前滑行的過程 　D．從高處豎直下落的物體落在豎立的輕彈簧上，壓縮彈簧的過程，對(duì)彈簧、物體和地球這一系統(tǒng)
　　　　向上勻速提升物體的過程，除重力做功外，還有向上的拉力對(duì)物體做正功，物體的機(jī)械能增加；衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有重力做功，機(jī)械能守恒；汽車關(guān)閉油門后滑行，要克服阻力做功，機(jī)械能減??；物體壓縮彈簧的過程只有重力，彈簧的彈力做功，所以對(duì)物體、彈簧和地球組成的系統(tǒng)，總機(jī)械能守恒（僅對(duì)于物體或彈簧機(jī)械能不守恒）．　　所以，正確選項(xiàng)為BD
下列實(shí)例中哪些情況機(jī)械能是守恒的
跳傘員利用降落傘在空中勻速下落
拋出的籃球在空中運(yùn)動(dòng)（不計(jì)阻力）
如圖所示是螺旋型翻滾過山車軌道，小車質(zhì)量為100kg，若它能安全通過半徑R為4m的豎直面圓軌道最高點(diǎn)A，小車至少要在離地面多高處滑下？（g=10m/s2）
解：對(duì)小車，忽略阻力的影響，從開始下滑處到圓軌道最高點(diǎn)，只有重力做功。選軌道最低點(diǎn)為零勢(shì)能面，小球在A: EA= mvA2/2 +mg2R 小球在B: EB=mgh由機(jī)械能守恒定律有： EA=EB 即mvA2/2 +mg2R =mgh小球恰能通過圓軌道最高點(diǎn)A ，則 mg= mvA2/2
小車至少要在離地面5R/2高處滑下。
某些汽車或列車站的站臺(tái)都設(shè)計(jì)有一個(gè)小的坡度。這是為什么？
要想跳得高對(duì)起跳速度有什么要求?
什么是潮汐能，潮汐能是怎樣用來發(fā)電的？
利用潮汐漲落時(shí)海水水位的升降，使海水通過水輪機(jī)時(shí)推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。
下列幾種情況中，機(jī)械能一定守恒的是( )A.做勻速直線（F合=0）運(yùn)動(dòng)的物體 B.水平拋出的物體（不計(jì)空氣阻力）C.固定光滑曲面上運(yùn)動(dòng)的物體，如圖所示D.物體以0.8g的加速度豎直向上做勻減速運(yùn)動(dòng)
點(diǎn)評(píng)：機(jī)械能是否守恒與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)
下列關(guān)于物體機(jī)械能守恒的說法中，正確的是( )A.做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能一定守恒B.合外力對(duì)物體不做功，物體的機(jī)械能一定守恒C.物體只發(fā)生動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化時(shí)，物體的機(jī)械能守恒 D.運(yùn)動(dòng)的物體，若受合外力為零，則其機(jī)械能一定守恒E.做勻變速運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能不可能守恒
3.如圖，一子彈以水平速度射入木塊并留在其中，再與木塊一起共同擺到最大高度的過程中，下列說法正確的是( )A、子彈的機(jī)械能守恒。B、木塊的機(jī)械能守恒。C、子彈和木塊的總機(jī)械能守恒。D、以上說法都不對(duì)
1、子彈射中木塊的過程機(jī)械能不守恒2、整體從最低位置擺到最高位置的過程機(jī)械能守恒
把一個(gè)小球用細(xì)繩懸掛起來，就成為一個(gè)擺，擺長(zhǎng)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？
機(jī)械能（E=EK+EP）守恒定律：
（1）內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。
（3）條件：只有重力、彈力做功
小結(jié) ：應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的解題步驟
(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行正確的受力分析
(3)判定各個(gè)力是否做功，并分析是否符合機(jī)械能守恒的條件
(4)視解題方便選取零勢(shì)能參考平面，并確定研究對(duì)象在始、末狀態(tài)時(shí)的機(jī)械能。
(5)根據(jù)機(jī)械能守恒定律列出方程，或再輔之以其他方程，進(jìn)行求解。
1、關(guān)于物體的機(jī)械能是否守恒的敘述，下列說法中 正確的是 （ ） A、做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，機(jī)械能一定守恒 B、做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，機(jī)械能一定守恒 C、外力對(duì)物體所做的功等于0時(shí)，機(jī)械能一定守恒 D、物體若只有重力做功，機(jī)械能一定守恒
2、如圖所示，下列四個(gè)選項(xiàng)的圖中，木塊均在固定的斜面上運(yùn)動(dòng)，其中圖A、B、C中的斜面是光滑的，圖D中的斜面是粗糙的，圖A、B中的F為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所示，圖A、B、D中的木塊向下運(yùn)動(dòng)，圖C中的木塊向上運(yùn)動(dòng)。在這四個(gè)圖所示的運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒的是（ ）
解析：機(jī)械能守恒的條件是：物體只受重力或彈力的作用，或者還受其它力作用，但其它力不做功，那么在動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化過程中，物體的機(jī)械能守恒。依照此條件分析，ABD三項(xiàng)均錯(cuò)。
3、以10m/s的速度將質(zhì)量為m的物體豎直上拋出，若空氣阻力忽略，g＝10m/s2則：⑴物體上升的最大高度是多少？⑵上升過程在何處重力勢(shì)能和運(yùn)動(dòng)相等？
3、以10m/s的速度將質(zhì)量為m的物體豎直上拋出，若空氣阻力忽略，g＝10m/s2則：⑴物體上升的最大高度是多少？⑵上升過程在何處重力勢(shì)能和動(dòng)能相等？