8.4机械能守恒定律
学习目标:1、追寻守恒量;2、动能与势能的相互转化;3、机械能守恒的条件;4、机械能守恒定律的内容及应用;5、功能关系的理解与应用。
上节内容机械能守恒定律:在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内(或者说除重力及弹簧弹力做功以外其它力做功的代数和为零),动能和势能相互转化,系统总的机械能也保持不变。必须说明零势能面不需要说明零势能面(与动能定理类似)
相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。
物体由于运动而具有的能量叫做动能。动能和势能统称为机械能。
碰鼻实验把重球拉至鼻尖由静止释放,小球来回摆动,重球会碰到鼻子吗?
问题1、此过程涉及哪些能量的相互转化呢?2、是通过哪些力做功来完成转化的呢?3、用杆挡在靠近绳子结点下方某位置,小球还能达到原来的高度吗?为什么?重力势能动能重力做功
机械能守恒定律重力势能、弹性势能与动能之间具有密切的联系,我们把它们统称为机械能注:1、相对性2、系统性
机械能定义:由于机械运动而存在的能量,是动能、势能的统称。表达式:标量只有大小,没有方向相对性:机械能的数值与参考面的选取有关。
ABC单摆摆动过程中动能和势能的变化情况:A-B,重力做,动能,重力势能;B-C,重力做,动能,重力势能;正功增加减少负功减少增加
A-O,弹力做功,弹性势能动能;O-B,弹力做功,弹性势能动能;弹簧的过程中动能和势能的变化情况:ABo正功减少增加负功增加减少
证明小球能到达等高的位置小球在光滑的斜面A上从高为h处由静止滚下,滚上另一光滑的斜面B,速度变为零时的高度为h,试证明:h=h如果减小斜面B的倾角呢?证明:在斜面A上:a=gsinαh=xsinα在斜面B上:a=-gsinβh=xsinβ结论:h=h,且与β角的大小无关。ABhhαβ
动能与重力势能的相互转化物体沿光滑的斜面滑下时,重力对物体做正功,物体的重力势能减少,但物体的动能却增加了。这说明动能和重力势能之间可以相互转化。ABhhαβ
课堂合作探究B-C:在这个过程中,这时重力对物体做负功,物体的速度减小,表示物体的动能减少了。但由于物体的高度增加,它的重力势能增加了。这说明,物体的动能转化成了重力势能。结论:物体的动能和重力势能可以相互转化。1.重力势能与动能相互转化ACB知识点二:动能与势能的相互转化
课堂合作探究动能与势能之间可以互相转化1、重力势能和动能之间可以互相转化,有重力做功。2、弹性势能和动能之间可以互相转化,有弹力做功。3、重力势能和弹性势能之间可以互相转化,有重力和弹力做功。知识点二:动能与势能的相互转化
h2h1v2h1h2Δhv1情景一:落体运动(选地面为参考面)只有重力作功的情况下,物体的机械能总量保持不变。机械能守恒定律
在只有弹簧弹力做功的物体和弹簧系统内,动能和弹性势能相互转化,且机械能的总量保持不变。在光滑水平面上,设弹簧被压缩x1时弹性势能为EP1,动能为EK1,设弹簧被压缩x2时弹性势能为EP2,动能为EK2情景三:弹簧弹力做功由动能定理:机械能守恒定律
平抛和斜抛运动质量m=50kg的跳水运动员从距水面高h=10m的跳台上以v0=5m/s的速度斜向上起跳,最终落入水中,若忽略运动员的身高,取g=10m/s2,不计空气阻力.求:(1)运动员在跳台上时具有的重力势能(以水面为零势能参考平面);(2)运动员起跳时的动能;(3)运动员入水时的速度大小.机械能守恒
判断机械能守恒概念、下列关于物体机械能守恒的说法中,正确的是()A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B.合外力对物体不做功,物体的机械能一定守恒C.物体只发生动能与势能的相互转化时,物体的机械能守恒D.运动的物体,若受合外力为零,则其机械能一定守恒E.做匀变速运动的物体的机械能不可能守恒C
小结1.单物体其次,若机械能守恒,可使用机械能守恒定律:初态机械能=末态机械能动能改变量=势能改变量优先使用动能定理:动能改变量=外力做的总功2.多物体机械能不守恒机械能改变量=其他力做功机械能守恒初态总机械能=末态总机械能动能总改变量=势能总改变量
机械能守恒定律的公式:ΔEA增=ΔEB减
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