机械能及能量守恒简介.ppt

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1、主题内容要求机械能及能量守恒机械能守恒定律及其应用能量守恒与能量转化和转移ⅡⅠ实验与探究实验六：验证机械能守恒定律Ⅰ一、机械能1．概念：物体的动能和势能之和称为物体的机械能其中势能包括重力势能和弹性势能2．表达式：E＝Ep＋Ek说明：在确定物体的机械能大小时，先要选定势能的零势面．二、机械能守恒定律1．机械能守恒定律的表述：在只有重力(或弹簧弹力)做功的情形下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变．2．对机械能守恒条件的认识：“只有重力(或弹簧弹力)做功”不等于“只受重力(或弹簧弹力)作用”．在该过程中，物体可

2、以受其他力的作用，只要这些力不做功，或所做的功的代数和为零，就可以认为是“只有重力(或弹簧弹力)做功”说明：用(1)时，需要规定重力势能的参考平面；用(2)时则不必规定重力势能的参考平面，因为重力势能的改变量与参考平面的选取没有关系．尤其是用－ΔEp＝ΔEk，只要把增加的机械能和减少的机械能都写出来，方程自然就列出来了．4．解题步骤(1)确定研究对象和研究过程．(2)判断机械能是否守恒．(3)选定一种表达式，列式求解．5．判断机械能是否守恒：(1)用做功来判断：分析物体运动情况或物体受力情况(包括内力和外力)，明确各力做功的情

3、况，若物体或系统只有重力或弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则机械能守恒；(2)用能量转化来判定：若物体系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，则物体系机械能守恒．三、能量转化与守恒定律能量既不会消失，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一物体，而在转化或转移过程中，能量的总量保持不变．四、功能关系(1)做功的过程是能量转化的过程，功是能量转化的量度．(2)需要强调的是：功是一种过程量，它和一段位移(一段时间)相对应；而能是一种状态量，它和一个时刻相对应．两者的

4、单位是相同的(都是J)，但不能说功就是能，也不能说“功变成了能”．(3)常用的功能关系式：①物体动能的增量由外力做的总功来量度：W外＝ΔEk，这就是动能定理．②物体重力势能的增量由重力做的功来量度：WG＝－ΔEp.③物体机械能的增量由重力以外的其他外力做的功来量度：W其他＝ΔE机，(W其他表示除重力以外的其它外力做的功)．五、实验：验证机械能守恒定律1．实验原理在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以相互转化．但总的机械能守恒，若物体某时刻瞬时速度为v，下落高度为h，恒有mgh＝mv2，故只需借助打点计时器，测

5、出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度即可验证机械能是否守恒．2．实验器材铁架台(带铁夹)、打点计时器、重锤(带纸带夹子)、纸带、复写纸片、直尺、导线、低压交流电源．3．实验步骤(1)按上图所示把打点计时器安装在铁架台上，连好电源．(2)把纸带的一端和重锤用夹子固定好，另一端穿过打点计时器限位孔；用手竖直提起纸带，使重锤停靠在打点计时器附近．(3)接通电源，先打开打点计时器的开关，后松手让重锤带着纸带自由下落．(4)重复几次，得到3～5条打好点的纸带．4．注意事项(1)安装打点计时器时，必须使两限位孔在同一竖直线上，以减小

6、摩擦阻力．为了减小空气阻力的影响，重锤的质量要大一些．(2)实验时，必须保持提起的纸带竖直，手不动，待接通电源，让打点计时器工作稳定后再松开纸带，以保证第一点是一个清晰的点．(3)测量高度h时，应从起始点算起，为减小h的相对误差，选取的计数点要离起始点远些．(4)因为是通过比较mv2和mgh是否相等来验证机械能是否守恒，故不需要测量重锤的质量．(单选Ⅰ)(2010年广东学业水平测试)如图所示，质量为m的小球，从离桌面H高处自由下落．已知桌面离地高度为h，若以桌面为参考平面，则小球落到地面时的重力势能为(g为重力加速度)(　　)

7、A．－mghB．－mg(H＋h)C．mgHD．mg(H－h)解析：以桌面为零势能面，小球到地面时的重力势能为－mgh.答案：A点评：(1)本题属于“认识”层次；(2)选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是不同的，但重力势能的变化量具有绝对的意义．(单选Ⅰ)(2010年江苏学业水平测试)我国发射的“神舟七号”飞船在绕地球45圈后，于2008年9月28日胜利返航．在返回舱拖着降落伞下落的过程中，其重力做功和重力势能变化的情况为(　　)A．重力做正功，重力势能减小B．重力做正功，重力势能增加C．重力做负功，重力势能减小D．重力做负

8、功，重力势能增加解析：返回舱拖着降落伞下落时，重力做正功，重力势能减小．答案：A点评：(1)重力势能的变化由重力做功量度．(2)它们由物体高度的变化来决定，与参考平面的选取无关，具有相对性．(单选Ⅱ)(2010年贵阳会考)在下列过程中，若不计空气阻力，机械能守恒的是(　　)A