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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第四节 机械能守恒定律,一、动能与势能之间的相互转化,1,机械能：,_,与势能,(,包括,_,和,_),，,统称为机械能,动能,重力势能,弹性势能,2,动能和势能的相互转化是通过,_,或,_,做功来实,现的,重力,弹力,蹦极是非常刺激的户外休闲活动，深受年轻人的喜爱跳,跃者站在约,40,米以上高度的桥梁、塔顶、高楼甚至热气球上,人在蹦极时可在空中享受几秒钟的“自由落体”当人体下落,到一定高度时，橡皮绳被拉开、绷紧，阻止人体,继续下落，当到达最低点时橡皮绳再次弹起，人,被拉起，随后，又落下，这样反复多次直到橡皮,绳的弹性消失为止，这就是蹦极的全过程,你能简单说说人从最高处下落到最低点时,的能量转化过程吗？,图,4,4,1,答案：,人从最高点下落到绳恰好伸直的过程：重力势能转,化为动能从绳恰好伸直到绳的弹力,F,mg,的过程：重力势能,转化为动能和弹性势能从绳的弹力,F,mg,到最低点的过程中：,重力势能和动能转化为弹性势能整个过,程可看成重力势能与,弹性势能间的相互转化,二、机械能守恒定律,1,机械能守恒定律：在只有重力,(,或弹力,),做功的情形下，,物体的动能和,_(,或弹性势能,),发生相互转化，而总,的机械能保持不变,重力势能,E,k2,E,p2,2,表达式：,E,k1,E,p1,_,或,E,p,E,k,0.,要点,1,机械能是否守恒的判断,1,从能量特点看：只有系统动能和势能相互转化，无其他,形式能量之间,(,如内能,),转化，则系统机械能守恒如果物体间,发生相互碰撞或相对运动，又有相互间的摩擦作用时有内能的,增加，机械能一般不守恒,2,从机械能的定义看：若动能与势能之和不变化，则机械,能守恒如果一个物体沿斜面匀速,(,或减速,),滑下，动能不变,(,或,减小,),，势能减小，则机械能减小；一个物体沿水平方向匀速运,动时机械能守恒，沿竖直方向匀速运动时机械能,不守恒,3,从做功特点看：只有重力和系统内的弹力做功，系统机,械能守恒具体表现在：,(1),只受重力,(,或系统内的弹力,),作用如：所有做抛体运动,的物体,(,不计阻力,),(2),还受其他力，但只有重力,(,或系统内的弹力,),做功如图,4,4,2,甲所示,图,4,4,2,(3),有系统的内力做功，但是做功代数和为零如图,4,4,2,乙所示，,A,、,B,间及,B,与地面之间均光滑，,A,自,B,的上端自,由下滑时，,B,沿地面滑动，,A,、,B,之间的弹力做功，对,A,或,B,机,械能均不守恒，但对,A,、,B,组成的系统机械能守恒,【,例,1】(,双选,),如图,4,4,3,所示，下列关于机械能是否守,恒的判断正确的是,(,),图,4,4,3,A,甲图中，物体,A,将弹簧压缩的过程中，,A,机械能守恒,B,乙图中，,A,置于光滑水平面，物体,B,沿光滑斜面下滑，,物体,B,机械能,守恒,C,丙图中，不计任何阻力时，,A,加速下落，,B,加速上升过,程中，,A,、,B,组成的系统,机械能守恒,D,丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的,机械能守恒,解析：,甲图中，重力和弹力做功，物体,A,和弹簧组成的系,统机械能守恒，但物体,A,机械能不守恒，选项,A,错；乙图中，,物体,B,除受重力外，还受弹力，弹力对,B,做负功，机械能不守,恒，但从能量特点看，,A,、,B,组成的系统机械能守恒，,B,错；丙,图中，绳子张力对,A,做负功，对,B,做正功，代数和为零，,A,、,B,组成的系统机械能守恒，,C,对；丁图中动能不变，势能不变，,机械能守恒，,D,对,答案：,CD,1,(,双选，,201,1,年东山中学期末,),关于机械能是否守恒，下,列叙述中正确的是,(,),BD,A,做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒,B,做匀变速运动的物体的机械能可能守恒,C,外力对物体做功为零时，机械能一定守恒,D,只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒,要点,2,机械能守恒定律的运用,1机械能守恒定律的三种表达式,(1),E,k1,E,p1,E,k2,E,p2,，即初状态的动能与势能之和等于末,状态的动能与势能之和，选用该表达式时，应恰当选取参考平面,(2),E,k,E,p,或,E,p,E,k,，即动能(或势能)的增加量,等,于势能(或动能)的减少量,(3),E,A,E,B,，即,A,物体机械能的增加量等于,B,物体机,械能的减少量,2解题步骤,(1)根据题意，先选取研究对象(物体或系统),(2)明确研究对象的运动过程，分析对象在过程中的受力情,况及各力做功情况，判断是否满足机械能守恒的条件,(3)选取恰当的表达式列方程求解,机械能守恒定律,动能定理,应用范围,只有重力和弹力做功时,无条件限制,物理意义,其他力,(,重力、弹力以外,),所,做的功是机械能变化的,量度,合外力对物体做的功是,动能变化的量度,关注角度,守恒的条件和始末状态机,械能的形式及大小,动能的变化及改变动能,方式,(,合外力做功情况,),说明,等号右边表示动能增加量,时，左边表示势能的减少,量，“,mgh,”,表示重力势能,(,或重力势能的变化,),等号左边是合外力的功，,右边是动能的增量，,“,mgh,”,表示重力的功,3,机械能守恒定律和动能定理的比较,【,例,2,】,如图,4,4,4,所示，一固定的楔形木块，,其斜面的,倾角为,30,，另一边与地面垂直,顶上有一个定滑轮,一根柔,软的不可伸长的细线跨过定滑轮，两端分别与物块,A,和,B,连接，,A,的质量为,4,m,，,B,的质量为,m,，开始时将,B,按在地面上不动，,然后放开手，让,A,沿斜面下滑而,B,上升，物块,A,与斜面间无摩,擦求当,A,沿斜面下滑距离,s,时，,A,、,B,的速度大小为多少？,图,4,4,4,解：,因软绳不可伸长，可知,A,下滑了,s,，,B,上升的距离也为,s,，且,A,、,B,的速度大小相等，设其速度为,v,，把,A,、,B,看做一个,系统系统中仅有重力做功，机械能守恒,方法一：,假设地面为零势能面，未下滑时,A,到斜面底端距,离为,l,，有,E,k1,0,，,E,p1,E,p,A,1,4,mgl,sin,当,A,沿斜面下滑距离,s,时，有,2,如图,4,4,5,所示，质量为,m,的木块放在光滑的水平,桌面上，用轻绳绕过桌边定滑轮与质量为,M,的砝码相连，让绳,拉直后使砝码从静止开始下降,h,(,h,小于桌面的高度,),的距离，木,块仍在桌面上，则砝码的速度大小为多少？,图,4,4,5,从能量转化观点解决机械能守恒问题,【,例,3,】,(,双选,),如图,4,4,6,，质量分别为,m,和,2,m,的两个,小球,A,和,B,，中间用轻质杆相连，在杆的中点,O,处有一固定转,动轴，把杆置于水平位置后释放，在,B,球顺时针摆动到最低位,置的过程中,(,),图,4,4,6,A,B,球的重力势能减少，动能增加，,B,球和地球组成的系,统机械能守恒,B,A,球的重力势能增加，动能也增加，,A,球和地球组成的,系统机械能不守恒,C,A,球、,B,球和地球组成,的系统机械能守恒,D,A,球、,B,球和地球组成的系统机械能不守恒,错因：,认为杆施的力沿杆方向，拉力不做功，只有重力做,功，,A,、,B,球的机械,能都守恒,正解：,B,球从水平位置下摆到最低点过程中，受重力和杆,的作用力，杆的作用力方向待定下摆过程中重力势能减少，,动能增加，但机械能是否守恒不确定,A,球在,B,下摆过程中，,重力势能增加，动能增加，机械能增加由于,A,、,B,系统只有,重力做功，系统机械能守恒，,A,球机械能增加，,B,球机械能一,定减少所以,B,、,C,选项正确,(,杆施力的方向并不总指向沿杆,的方向，本题中就是如此杆对,A,、,B,球既有沿杆的法向力，,也有与杆垂直的切向力所以杆对,A,、,B,球施的力都做功，,A,球、,B,球的机械能都不守恒,),答案：,BC,内容总结,第四节 机械能守恒定律。1机械能：_与势能(包括_和_)，。2动能和势能的相互转化是通过_或_做功来实。蹦极是非常刺激的户外休闲活动，深受年轻人的喜爱跳。人在蹦极时可在空中享受几秒钟的“自由落体”当人体下落。到一定高度时，橡皮绳被拉开、绷紧，阻止人体。继续下落，当到达最低点时橡皮绳再次弹起，人。被拉起，随后，又落下，这样反复多次直到橡皮。绳的弹性消失为止，这就是蹦极的全过程。发生相互碰撞或相对运动，又有相互间的摩擦作用时有内能的。减小)，势能减小，则机械能减小。恒的判断正确的是(。D丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的。1(双选，2011 年东山中学期末)关于机械能是否守恒，下。A做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒。B做匀变速运动的物体的机械能可能守恒。(1)Ek1Ep1Ek2Ep2，即初状态的动能与势能之和等于末。状态的动能与势能之和，选用该表达式时，应恰当选取参考平面。所做的功是机械能变化的。解：因软绳不可伸长，可知A 下滑了s，B上升的距离也为。错因：认为杆施的力沿杆方向，拉力不做功，只有重力做。答案：BC,
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