总复习重点ppt课件机械能守恒定律和能量守恒定律

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,优秀课件，精彩无限！,*,第,3,节 机械能守恒定律和能量守恒定律,1,优秀课件，精彩无限！,第3节 机械能守恒定律和能量守恒定律 1优秀课件，精彩无限！,一、重力势能,1,重力做功的特点,重力做功与,无关，只与物体初末位置的,有关重力做功的大小,W,G,.,2,重力势能的表达式：,E,p,.,3,重力做功与重力势能变化的关系,(1),定性关系：重力对物体做正功，重力势能就,；重力对物体做负功，重力势能就,(2),定量关系：重力对物体做的功,物体重力势能的减少量,即,W,G,(,E,p2,E,p1,),.,路径,高度差,mgh,减小,增加,等于,E,p1,E,p2,mgh,2,优秀课件，精彩无限！,一、重力势能路径高度差mgh减小增加等于Ep1Ep2mgh,重力势能是标量，但有正负，其意义表示物体的重力势能比它在零势能面大还是小,3,优秀课件，精彩无限！,重力势能是标量，但有正负，其意义表示物体的重力势能比它在零势,二、弹性势能,1,大小：,弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关，弹簧的形变量,，劲度系数,，弹簧的弹性势能越大,2,弹力做功与弹性势能变化的关系,弹力做正功弹性势能,，弹力做负功弹性势能,即弹簧恢复原长过程中弹力做,，弹性势能,，形变量变大的过程中弹力做,，弹性势能,三、机械能守恒定律,1,内容：,在只有,做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持,越大,越大,减小,增加,正功,减小,负功,增加,重力或弹力,不变,4,优秀课件，精彩无限！,二、弹性势能越大越大减小增加正功减小负功增加重力或弹力不变4,由于动能和势能都是相对量，故机械能也是相对量，在应用机械能守恒定律时，等号左右两边的动能必须相对同一参考系，势能必须相对同一零势能面,5,优秀课件，精彩无限！,由于动能和势能都是相对量，故机械能也是相对量，在应用机械能守,1,下列运动中能满足机械能守恒的是,(,),A,铅球从手中抛出后的运动,(,不计空气阻力,),B,子弹射穿木块,C,细绳一端固定，另一端拴着一个小球，使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,D,吊车将货物匀速吊起,解析：,铅球从手中抛出后，在不计空气阻力的情况下只有重力做 功，没有其他力做功，机械能守恒，,A,正确；,子弹穿过木块的过程中，子弹受到木块施加的摩擦力的作用，摩擦力对子弹做负功，子弹的动能一部分转化为内能，机械能不守恒，,B,不正确；,6,优秀课件，精彩无限！,1下列运动中能满足机械能守恒的是()6优秀课件，精彩无,小球在光滑的水平面上做圆周运动，受到重力，水平面对小球的支持力，还有细绳对小球的拉力作用，这些力皆与小球的运动方向垂直，不做功，所以小球在运动过程中无能量转化，保持原有的动能不变，即机械能守恒，,C,正确；,吊车将货物匀速吊起的过程中，货物受到与其重力大小相等、方向相反的拉力作用，上升过程中除重力做功外还有拉力对物体做正功，货物的机械能增加，运动过程机械能不守恒，,D,不正确,答案：,AC,7,优秀课件，精彩无限！,小球在光滑的水平面上做圆周运动，受到重力，水平面对小球的支持,2,下列关于重力势能的说法正确的是,(,),A,重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的,B,重力势能的大小是相对的,C,重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功,D,在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零,解析：,重力势能是由物体和地球的相对位置所决定的，由地球和物体所共有，所以,A,、,B,正确；由于重力势能的大小与零势能面的选取有关，所以重力势能等于零不等于没有对外做功的本领，所以,C,错误；只有选地面为零势能面时，地面上的物体的重力势能才为零，否则不为零，,D,错误,答案：,AB,8,优秀课件，精彩无限！,2下列关于重力势能的说法正确的是()8优秀课件，精彩无,3,伽利略曾设计如图所示的一个实验，将摆球拉至,M,点放开，摆球会达到同一水平高度上的,N,点如果在,E,或,F,处钉上钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反 过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的,M,点这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面,(,或弧线,),下滑时，其末速度的大小,(,),A,只与斜面的倾角有关,B,只与斜面的长度有关,C,只与下滑的高度有关,D,只与物体的质量有关,解析：,由题可知摆球由同一位置释放，虽然经过的轨迹不同，但达到的高度相同，说明到达圆弧最低端的速度大小相同，仅与高度有关，故选项,C,正确，,A,、,B,、,D,均错,答案：,C,9,优秀课件，精彩无限！,3伽利略曾设计如图所示的一个实验，将摆球拉至M点放开，摆球会,4.,如图所示，让摆球从图中,A,位置由静止开始下摆，正好到最低点,B,位置时线被拉断设摆线长为,L,1.6 m,，,B,点与地面的竖直高度为,6.6 m,，不计空气阻力，求摆球着地时的速度大小,(,g,取,10 m/s,2,),10,优秀课件，精彩无限！,4.如图所示，让摆球从图中A位置由静止开始下摆，正好到最低点,答案：,12.2 m/s,11,优秀课件，精彩无限！,答案：12.2 m/s11优秀课件，精彩无限！,机械能守恒的判断方法,1,守恒条件,：只有重力或系统内的弹力做功,可以从以下两个方面理解：,(1),只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动，物体的机械能守恒,(2),受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功例如物体沿 光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力不 做功，物体的机械能守恒,2,判断方法,(1),利用机械能的定义判断,(,直接判断,),：若物体动能、势能均不变，机械能不变若一个物体动能不变，重力势能变化，或重力势能不变，动能变化或动能和重力势能同时增加,(,减小,),，其机械能一定变化,12,优秀课件，精彩无限！,机械能守恒的判断方法1守恒条件：只有重力或系统内的弹力做,(2),用做功判断：若物体或系统只有重力,(,或弹簧的弹力,),做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒,(3),用能量转化来判断：若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒,(1),当物体所受的合力为零,(,或合力做功为零,),时，物体的机械能不一定守恒,(2),对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等，除非题目特别说明，否则机械能必定不守恒,13,优秀课件，精彩无限！,(2)用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功，,例,1,(2012,年苏州模拟,),如图所示，质量均为,m,的,A,、,B,两个小球，用长为,2,L,的轻质杆相连接，在竖直平面内 绕固定轴,O,沿顺时针方向自由转动,(,转轴在杆的中点,),，不计一切摩擦，某时刻,A,、,B,球恰好在如图所示的位置，,A,、,B,球的线速度大小均为,v,，下列说法正确的是,(,),A,运动过程中,B,球机械能守恒,B,运动过程中,B,球速度大小不变,C,B,球在运动到最高点之前，单位时间内机械能的变化量保持不变,D,B,球在运动到最高点之前，单位时间内机械能的变化量不断变化,思路点拨,解答该题时应注意以下两点：,(1),轻杆对小球的弹力不一定沿杆，在小球转动过程中，杆的弹力对小球做功，将引起小球机械能的变化,(2),通过判断,B,球的动能、势能的变化判断,B,球机械能的变化,14,优秀课件，精彩无限！,例1(2012年苏州模拟)如图所示，质量均为m的A、,答案,BD,15,优秀课件，精彩无限！,答案BD15优秀课件，精彩无限！,1.,如图所示，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的,O,点，另一端系一小球，给小球一较大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动在此过程中,(,),A,小球的机械能守恒,B,重力对小球不做功,C,绳的张力对小球不做功,D,在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少,解析：,斜面粗糙，小球受到重力、支持力、摩擦力、绳子拉力，由于除重力做功外，摩擦力做负功，机械能减少，,A,、,B,错；绳子张力总是与运动方向垂直，故不做功，,C,对；小球动能的变化等于合外力做的功，即重力与摩擦力做的功，,D,错,答案：,C,16,优秀课件，精彩无限！,1.如图所示，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点，另一端系,机械能守恒定律的表达式及应用,1,三种守恒表达式的比较,17,优秀课件，精彩无限！,机械能守恒定律的表达式及应用1三种守恒表达式的比较17优秀,18,优秀课件，精彩无限！,18优秀课件，精彩无限！,机械能守恒定律是一种,“,能,能转化,”,关系，其守恒是有条件的，因此，应用时首先要对研究对象在所研究的过程中机械能是否守恒做出判断,19,优秀课件，精彩无限！,机械能守恒定律是一种“能能转化”关系，其守恒是有条件的，因,例,2,(2012,年菏泽模拟,),如图所示，斜面轨道,AB,与水平面之间的夹角,53,，,BD,为半径,R,4 m,的 圆弧形轨道，且,B,点与,D,点在同一水平面上，在,B,点，斜面轨道,AB,与圆弧形轨道,BD,相切，整个轨道处于竖 直平面内且处处光滑，在,A,点处有一质量,m,1 kg,的 小球由静止下滑，经过,B,、,C,两点后从,D,点斜抛出去，最后落在地面上的,S,点时的速度大小,v,S,8 m/s,，已知,A,点距地面的高度,H,10 m,，,B,点距地面的高度,h,5 m,，设以,MDN,为分界线，其左边为一阻力场区域，右边为真空区域，,g,取,10 m/s,2,，,cos 53,0.6,，求：,(1),小球经过,B,点时的速度为多大？,(2),小球经过圆弧轨道最低处,C,点时受到的支持力为多大？,(3),小球从,D,点抛出后，受到的阻力,F,f,与其瞬时速度方向始终相反，求小球从,D,点至,S,点的过程中阻力所做的功,思路点拨,(1),物体从,A,经,B,、,C,到,D,点的过程中,“,轨道光滑,”,，只有重力做功，机械能应守恒,(2),物体从,D,点飞出落到,S,点的过程中要经过,“,阻力场,”,，克服阻力做功，机械能减少，应用动能定理计算,20,优秀课件，精彩无限！,例2(2012年菏泽模拟)如图所示，斜面轨道AB,答案,(1)10 m/s,(2)43 N,(3),68 J,21,优秀课件，精彩无限！,答案(1)10 m/s(2)43 N(3)68,22,优秀课件，精彩无限！,22优秀课件，精彩无限！,2.,如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连 接而成，圆形轨道的半径为,R,.,一质量为,m,的 小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动要求物块能通过圆形轨道最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过,5,mg,(,g,为重力加速度,),求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度,h,的取值范围,23,优秀课件，精彩无限！,2.如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道，,24,优秀课件，精彩无限！,24优秀课件，精彩无限！,机械能守恒定律与动能定理的区别,1,机械能守恒定律的适用是有条件的，而动能定理具有普适性,2,机械能守恒定律反映的是物体初、末状态的机械能间的关系，而动能定理揭示的是物体的动能变化与引起这种变化的合外力的功的关系，既要考虑初、末状态的动能，又要认真分析对应这两个状态间经历的过程中各力做功情况,3,动能定理侧重于解决一个研究对象受合外力做功的影响，而引起自身动能的变化，即外界因素与自身变化的关系；而机械能守恒定律是排除外界因素对系统的影响，研究系统内两个或多个研究对象之间动能和势能相互转化的规律,解决机械能守恒的问题，关键是对研究对象所参与的运动过程进行准确地分析，判断机械能是否守恒，哪个过程守恒，然后再选取适当的形式列式求解,25,优秀课件，精彩无限！,机械能守恒定律与动能定理的区别1机械能守恒定律的适用是有条,例,3,如图所示，倾角为,的光滑斜面上放 有两个质量均