人教版 (新课标)必修28.机械能守恒定律课前预习课件ppt

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1、动能: 物体由于运动而具有的能。 2、重力势能: 地球上的物体具有的跟它的高度有关的能。 EP=mgh 3、弹性势能: 发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能。 4、动能定理：合力所做的总功等于物体动能的变化。 5、重力做功与重力势能变化的关系： 重力做的功等于物体重力势能的减少量。
一、动能与势能的相互转化
1、机械能: 物体动能、重力势能和弹性势能的总和2、动能和重力势能可以相互转化。通过重力做功实现。 例自由落体或竖直上升；沿光滑斜面下滑或上滑。3、动能和弹性势能可以相互转化。通过弹力做功实现。 例压缩的弹簧；射箭。 结论：通过重力或弹力做功， 机械能可以从一种形式转化成另一种形式思考：机械能在转化过程中总量如何？
推导： 质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1的A点时速度为v1，下落至高度h2的B点时速度为v2，不计空气阻力，取地面为参考平面，试写出物体在A点和B点时的机械能，并找到这两点机械能之间的数量关系。
又重力做功在数值上等于物体重力势能的减少量。
在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能都发生了变化，但机械能的总量保持不变。
同样可以证明： 在只有弹簧弹力做功的物体系统内，动能与势能相互转化，物体机械能的总量也保持不变。
表达式:
在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，但总的机械能保持不变．
2．机械能守恒定律成立的条件：　　　　
只有重力或弹力做功.注意：　　只有重力或弹力做功与只受重力或弹力作用的含义不同. （1）只受重力或弹力 （2）除重力或弹力外还受其它力，但其它力不做功。或其它力的功和为0。 （3）弹力指内力中的弹力
3、机械能守恒定律的另一种表述：
只有重力或弹力做功的情况下， 势能的减少（或增加） 等于动能的增加（或减少）.－ΔEP=ΔEK或
如果问题中只有动能和重力势能的相互转化，没有涉及到弹性势能，此时机械能守恒的条件可以表述为：只有重力做功 以后遇到的问题绝大多数都是这种情形。
解：此过程中只有重力做功，机械能守恒，即
把各个状态下动能、势能的表达式代入，得
说明：用牛顿运动定律无法求解！
应用机械能守恒定律解题的优点
应用机械能守恒定律解决问题，只需考虑运动的始末状态，不必考虑两个状态之间过程的细节。如果直接用牛顿运动定律解决问题，往往要分析过程中各个力的作用，而这些力往往又是变化的，因此一些难以用牛顿运动定律解决的问题，应用机械能守恒定律则易于解决。
说明：凡能用机械能守恒定律解的题，都能用 动能定理解！反之不是！ ∴ 首选动能定理解题！
机械能守恒定律解题的一般步骤
(1)根据题意，选取研究对象(物体或系统) 及研究的 过程。 (2)对研究对象进行受力分析，弄清各力在研究过程中 的做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件。 (3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程中的 起始状态和末始状态的机械能(包括动能和势能)。 (4)根据机械能守恒定律列原始方程，进行求解。
一、动能和势能的相互转化 通过重力和弹力做功，动能和势能可以相互转化二、机械能守恒定律1、条件：只有重力或系统内弹力做功2、表达式： 或三、功能原理（补充的，未讲）1、如果除重力、弹力外其它力做正功，机械能增加2、如果除重力、弹力外其它力做负功，机械能减少
相等。相等。动能；动能和内能
P24思考与讨论 一个小球在真空中自由下落。另一个同样的小球在粘滞性较大的液体中由静止开始下落。它们都由高度为h1的地方下落到高度为h2的地方。在这两种情况下，重力所做的功相等吗？重力势能的变化相等吗？动能的变化相等吗？重力势能各转化成什么形式的能？
P24 问题与练习 1、3、4、5课外作业 P21 问题与练习 1、2、 3、4、5
5．8机械能及其守恒定律 问题与练习参考解答
1.解：(1)小球从A点下落到B点过程中，根据动能定理 有 (2)由以上两式可以得到
2.解：A.飞船升空的阶段，动力对飞船做功，飞船的机械能增加。B. 飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段，只有引力对飞船做功，机械能守恒。C. 飞船在空中减速后，返回舱与轨道分离，然后在大气层以外向着地球做无动力飞行的过程中，只有引力做功，机械能守恒。D.进入大气层并运动一段时间后，降落伞张开，返回舱下降的过程中，空气阻力做功，机械能减少。
3.解：（1）石块从抛出到落地的过程中，只有重力做功，所以机械能守恒。设地面为0势能面，根据机械能守恒定律：有 mv02/2＋mgh= mv2/2得 V= =15m/s或根据动能定理： mgh= mv2/2－mv02/2 得V= = 15m/s
（2）由Vt= 知，石块落地时速度大小与石块初速度大小和石块抛出时的高度有关，与石块的质量和石块初速度的仰角无关。4.解：根据题意，切断电动机电源的机车，假定在运动中机械能守恒，要列车冲上站台，此时列车的动能EK至少要等于列车在站台上的重力势能EP。列车冲上站台的重力势能：EP=mgh ，列车在A点时的动能：EK=mv2/2 可见EK＞EP，所以列车能冲上站台。设列车冲上站台后的速度为V2。根据动能定理： －mgh= mv22/2－ mv12/2得 =3m/s
5.答:（1）从状态甲至状态丙的过程中，弹性势能逐渐减少，动能和重力势能逐渐增大，当弹簧对小球向上的弹力与重力大小相等时，物体的动能达到最大。之后，弹性势能和动能逐渐减少，重力势能逐渐增大，当弹簧恢复到自然长度时，弹性势能为0。之后，重力势能仍逐渐增大，动能逐渐减少，到达C点时，动能减少到0，重力势能达到最大。小球从状态甲至状态丙的过程中，机械能守恒，弹簧的弹性势能为： mg(hAB＋hBC)=0.6J
（2）小球从状态乙至状态丙的过程中, 动能逐渐减少，重力势能逐渐增大。小球从状态乙至状态丙的过程中,机械能守恒，所以小球在B点的动能与小球在C点的势能相等，EKB=mghBC=0.4J
1、在下列的物理过程中，机械能守恒的有（　） A．把一个物体竖直向上匀速提升的过程 B．人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程 C．汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程 D．从高处竖直下落的物体落在竖立的轻弹簧 上，压缩弹簧的过程，对弹簧、物体和 地球这一系统
2、一辆小车静止在光滑的水平面上，小车立柱上固定一条长为L，拴有小球的细绳.小球由与悬点在同一水平面处释放.如下图所示，小球在摆动的过程中，不计阻力， 则下列说法中正确的是( ) A.小 球的机械能守恒 B.小球的机械能不守恒 C.小球和小车的总机械能守恒 D.小球和小车的总机械能不守恒
3、如图所示，在竖直平面内有一段四分之一圆弧轨道，半径OA在水平方向，一个小球从顶端A点由静止开始下滑，已知轨道半径R＝10cm，不计摩擦，求小球刚离开轨道底端B点时的速度大小？
4、在距离地面20m高处以15m/s的初速度水平抛出一小球，不计空气阻力，取g＝10m/s2，求小球落地速度大小? 25m/s