機械能守恒 ppt

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 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 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 能 守 恒 的 理 論 推 導 （ 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 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v把 一 個 小 球 用 細 線 懸 掛 起 來 ， 就 成 為 一 個 擺 ，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 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 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 ？ 2021/6/16 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 之 處 ， 請 指 正 ， 謝 謝 ！