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1、2021/6/16 1 2021/6/16 2 V h一 、 機 械 能 : 物 體 所 具 有 的 動能 和 勢 能 統(tǒng) 稱 為 機 械 能 。E=EK+EP= m v2+m gh 12 2021/6/16 3 動 能 和 勢 能 之 間 可 以 相 互 轉(zhuǎn) 化 ( 一 ) 2021/6/16 4 動 能 和 勢 能 之 間 可 以 相 互 轉(zhuǎn) 化 ( 二 ) 2021/6/16 5 動 能 和 勢 能 之 間 可 以 相 互 轉(zhuǎn) 化 ( 三 ) 2021/6/16 6 動 能 和 勢 能 之 間 可 以 相 互 轉(zhuǎn) 化 ( 四 )自 由 落 下 的 小 球 VV=0 h 動 能 最 大勢
2、能 最 小動 能 最 小勢 能 最 大重 力 勢 能 轉(zhuǎn) 化 為 動 能 2021/6/16 7 問 題 :1、 你 還 能 舉 出 生 活 中 動 能 和 勢 能 之間 相 互 轉(zhuǎn) 化 的 例 子 嗎 ?2、 動 能 和 勢 能 之 間 的 轉(zhuǎn) 化 是 通 過 什么 來 實 現(xiàn) 的 呢 ?3、 動 能 和 勢 能 之 間 的 相 互 轉(zhuǎn) 化 遵 循什 么 規(guī) 律 呢 ? 2021/6/16 8 v 分 析v 如 圖 5 83所 示 , 桌 面 高 為 A, 質(zhì) 量 為 m的 小 球 從 離 桌 面 高為 H處 自 由 落 下 , 不 計 空 氣 阻 力 , 假 設(shè) 桌 面 處 的 重 力 勢
3、 能 為零 , 則 小 球 落 到 地 面 前 瞬 間 的 機 械 能為 ( )v A.mgh B.mgH C.mg(H+h) D.mg(Hh) 2021/6/16 9 v解 析 :v機 械 能 是 動 能 和 勢 能 的 總 和 , 因 為 選 桌 面 為零 勢 舶 面 , 所 以 開 始 時 機 械 能 為 mgH, 由 于小 球 在 下 落 過 程 中 只 受 重 力 , 所 以 小 球 在 落地 之 前 機 械 能 守 恒 , 即 在 下 落 過 程 中 任 意 一個 位 置 機 械 能 都 與 開 始 時 機 械 能 相 等 v答 案 : B 2021/6/16 10 二 、 機 械
4、 能 守 恒 的 理 論 推 導(dǎo) ( 以 自 由 落 體 為 例 )設(shè) 小 球 下 落 時 先 后 經(jīng) 歷 了 A、 B兩 點 。因 為 只 有 重 力 做 功 , 根 據(jù) 動 能 定 理 有 : V0=0 h1 h2V1V 2 AB 12121 2122mvmvWG 又 根 據(jù) 重 力 做 功 與 重 力 勢 能 的 變 化關(guān) 系 有 : ( 選 地 面 為 參 考 面 ) 221mghmghWG 由 ( 1) 、 ( 2) 兩 式 得 : 222121 211 mghmvmghmv 2021/6/16 11 機 械 能 守 恒 定 律 : 在 只 有 重 力 ( 或 彈 力 ) 做 功 的
5、 情 形 下 , 物 體的 動 能 和 重 力 ( 彈 性 ) 勢 能 發(fā) 生 相 互 轉(zhuǎn) 化 , 而 總的 機 械 能 保 持 不 變 。 條 件 : 1、 只 有 重 力 和 彈 力 做 功 。 2、 只 發(fā) 生 動 能 和 勢 能 間 的 相 互 轉(zhuǎn) 化 。 2021/6/16 12 討 論 |: 判 斷 下 列 各 運 動 機 械 能 是 否 守 恒V AV1 不 計 空 氣 阻 力和 摩 擦 阻 力 V在 粗 糙 的 水 平 路 面 勻 速 行 駛 守 恒不 守 恒 2021/6/16 13 v隨 堂 練 習(xí)v把 一 個 小 球 用 細 線 懸 掛 起 來 , 就 成 為 一 個 擺
6、 ,擺 長 為 L, 最 大 傾 角 為 小 球 到 達 最 底 端 的速 度 是 多 大 ? 2021/6/16 14 討 論 交 流 :1、 “ 只 有 重 力 做 功 ” 與 “ 只 受 重 力 作 用 ” 有 區(qū) 別 嗎 ?2、 “ 機 械 能 守 恒 ” 與 “ 機 械 能 總 量 不 變 ” 有 區(qū) 別 嗎 ? 表 達 式 : 任 意 狀 態(tài) 下 , 動 能 和 勢 能 總 和 相 等勢 能 的 減 少 量 等 于 動 能 的 增 加 量 222121 2121 mghmvmghmv 212221 2121: mvmvmghmgh 或 2021/6/16 15 v 典 例 探 究v
7、 例 1 如 圖 所 示 , 下 列 四 個 選 項 的 圖 中 , 木 塊 均 在 固 定 的斜 面 上 運 動 , 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 動 , 圖 C中 的 木 塊向 上 運 動 。 在 這 四 個 圖 所 示 的 運 動 過 程 中 機 械 能 守 恒 的 是 2021/6/16 16 v解 析 : 機 械 能 守 恒 的 條 件 是 : 物 體 只 受 重 力或 彈
8、 力 的 作 用 , 或 者 還 受 其 它 力 作 用 , 但 其它 力 不 做 功 , 那 么 在 動 能 和 勢 能 的 相 互 轉(zhuǎn) 化過 程 中 , 物 體 的 機 械 能 守 恒 。 依 照 此 條 件 分析 , ABD三 項 均 錯 。v答 案 : C 2021/6/16 17 v 例 2 長 為 L的 均 勻 鏈 條 , 放 在 光 滑 的 水 平桌 面 上 , 且 使 其 長 度 的 1/4垂 在 桌 邊 , 如 圖 所 示 , 松 手 后 鏈 條 從 靜 止 開 始 沿 桌 邊 下 滑 ,則 鏈 條 滑 至 剛 剛 離 開 桌 邊 時 的 速 度 大 小 為 多大 ? 202
9、1/6/16 18 v 解 析 : 鏈 條 下 滑 時 , 因 桌 面 光 滑 , 沒 有 摩 擦 力 做 功 。 整 根 鏈條 總 的 機 械 能 守 恒 , 可 用 機 械 能 守 恒 定 律 求 解 。 設(shè) 整 根 鏈 條質(zhì) 量 為 m, 則 單 位 長 度 質(zhì) 量 ( 質(zhì) 量 線 密 度 ) 為 m Lv 設(shè) 桌 面 重 力 勢 能 為 零 , 由 機 械 能 守 恒 定 律 得v 22184 2 LmgmvLgLmL gLv 1615 2021/6/16 19 應(yīng) 用 機 械 能 守 恒 定 律 解 題 的 基 本 步 驟(1)確 定 研 究 對 象 , 明 確 它 的 運 動 過 程 。(2)對 物 體 受 力 分 析 , 明 確 各 力 做 功 情 況 , 判 斷機 械 能 是 否 守 恒 。(3)明 確 初 狀 態(tài) 和 末 狀 態(tài) 的 機 械 能 .(4)利 用 機 械 能 守 恒 定 律 列 方 程 求 解 若 有 不 當(dāng) 之 處 , 請 指 正 , 謝 謝 !