能的转化和守恒

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1、第3章能的转化和守恒第3节能量守恒定律福建省福州金桥高级中学物理教研组黄国苍重力势能:弹性势能动能EK势能Ep知识回顾与复习物体由于运动而具有的能叫做动能Ek=mv2/2由相对位置决定的能称为势能Ep=mghEK、Ep：是标量，单位和功的单位相同，在国际单位制中都是J。定义：表达式：定义：新课的导入机械能的转化和守恒的实验探索同学们当你骑着自行车上学时，以某一速度上坡时，如果你不用力蹬车，那么随着高度的增加，车速会慢慢减小；如果你是在下坡，你也会发现，你都没有什么用车蹬车，车的速度反而越来越快，你知道为什么呢？原来在上坡过程中，随着高度的增加，重力势能在逐渐增大；同时动能逐渐减小。在下坡

2、时，随着高度的降低，重力势能在逐减小渐；同时动能逐渐增大。我发现你注意了吗过山车从高处到低处过山车从低处到高处动能重力势能重力势能动能观察与思考进站前关闭发动机，机车凭惯性上坡，动能变成势能储存起来，出站时下坡，势能变成动能，节省了能源。生活中的实例车站随着人类能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量的利用率，是人类所面临的一项重要任务，右图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度。明珠号列车为什么在站台上要设置一个小小的坡度？观察动能与势能的相互转化探寻动能与势能转化规律如图，如果小球只在重力作用下自由下落，重力做功为WG，则根据动能定理可得：WG=mv2

3、2/2－mv12/2=Ek1－Ek2该式表示重力对小球所做的功等于小球下落过程中动能的增加量。探寻动能与势能转化规律另外，由重力做功与重力势能改变的关系可知：WG=mgh1－mgh2=EP1－EP2该式表示重力对小球所做的功等于小球下落过程中重力势能的减少量。动能和重力势能间的转换Ek2+EP2＝Ek1+EP1由以上两式可得mv22/2－mv12/2=mgh1－mgh2即小球自由下落过程中，动能的增加量正好等于重力势能的减少量，说明重力对小球做了多少功，就有多少重力势能转化为动能。上式移项后得：mv22/2+mgh2=mv12/2+mgh1思考假如物体还受其它力,机械能是否还守恒?h1h

4、2如图，质量为m的小球从光滑斜面上滑下，小球的机械能守恒？动能和弹性势能间的转化在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。v弹簧的弹性势能与小球的动能相互转化在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。内容EK2+EP2=EK1+EP1即E2=E1ΔE减=ΔE增mgh2+mv22/2=mgh1+mv12/2表达式说明中间式中参考面一般选地面结论在只有重力做的情况下，物体的动能与重力势能可以发生相互转化，但机械能的总量保持不变。结论机械能守恒定律例题荡秋千是一种常见的娱乐休闲活动，也是我国民族运动会上的一个比赛

5、项目。若秋千绳的长度为2.0m.荡到最高点时秋千绳与竖直方向成60.角，求荡到最低点时秋千的速度。（忽略空气阻力和摩擦）在运动过程中，系统受到重力mg和绳的拉力T两个力的作用，绳的拉力始终垂直于秋千的运动方向，它不做功。秋千在摆动过程中，只有重力做功，所以可以用机械能守恒定律来求解。例题分析：选择秋千在最低位置时所处的水平面为零势能参考平面。秋千荡到最高点A时为初状态，初动能Ek1=0，而此时的重力势能为Ep1=mgΔh,Δh=l（1-COS60。）。最低点B时为未状态，未动能Ek2=mv2/2，此时的重力势能Ep2=0。mgh2+mv22/2=mgh1+mv12/2根据机械能守恒定律有

6、：Ek2+EP2＝Ek1+EP1即：mv2/2＝mgl（1-COS60。）求得V=4.4m/s.探讨守恒的条件假如物体还受其它力做功机械能是否还守恒?在只有重力做功的物体系统内，物体的动能和重力势能可以相互转化时，机械能守恒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1.考查守恒条件理解单项点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关C下列几种情况中，机械能一定守恒的是：

7、A.做匀速直线（F合=0）运动的物体B.水平抛出的物体（不计空气阻力）C.固定光滑曲面上运动的物体，如图所示D.物体以0.8g的加速度竖直向上做匀减速运动随堂练习多项点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关BC3.如图，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到最大高度的过程中，下列说法正确的是A、子弹的机械能守恒。B、木块的机械能守恒。C、子弹和木块的总机械能守恒。D、以上说法都不对D1、子弹射中木块的过程机械能不守