第3节能量守恒定律.pptx

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1、2.3机械能守恒定律福建省连城县第一中学叶丽香用绳子把一个小球悬挂起来，把小球拿近自己的鼻子，稳定后松手，头不要动，小球向前摆去，摆回来时会碰到你的鼻子吗？问题1：在第二章的学习中，同学们都学过那些形式的能量？这个实验中涉及的哪几种形式的能量？动能：重力势能：弹性势能h为物体相对于参考平面的高度。重力势能动能机械能弹性势能势能一、机械能1、定义：动能和势能（重力势能和弹性势能）统称为机械能。即：物体的机械能为动能与势能之和。2、表达式：3、机械能是标量，具有相对性。先选取参考平面才能确定机械能（一般选

2、地面或整个系统的最低点所在平面为参考平面）。问题2：我们在初中曾经学过，动能和重力势能可以相互转化，摆动的小球在运动过程中存在着哪些能量转化？OACA→O高度降低，重力势能减小；速度变大，动能增大。重力势能动能O→C高度升高，重力势能增加；速度减小，动能减小。重力势能动能4、动能与势能的相互转化。问题3：过山车运动的过程中存在着哪些能量的转化？从最高点下滑时重力势能→动能从最低点上滑时动能→重力势能问题4：结合能量转化的观点，谈谈弹弓的工作原理？4、动能与势能的相互转化。弹性势能→动能[自主探究]分析

3、下列几种情况中动能，重力势能，弹性势能之间如何转化？（2）物体做竖直上抛运动过程中；（3）拉弓射箭过程中；（1）物体做自由落体运动过程中；（4）小球沿光滑的曲面下滑的过程中。h1h2BA二、机械能守恒定律1、机械能守恒定律的推导问题5：动能与势能的相互转化是否存在某种定量的关系？我们以小球沿光滑的曲面下滑的过程为例来探讨这一问题。h1h2BA小球某时刻在位置A动能为EkA，重力势能为EpA机械能EA=EkA+EpA沿着光滑斜面运动到位置B动能为EkB，重力势能为EpB机械能EB=EkB+EpBh1h2

4、BA思考：小球下滑过程中受到几个力作用？有哪些力做功？小球沿光滑的曲线滑下，只有重力做功，请同学们用我们学过的动能定理以及重力做功和重力势能的关系，推导出物体在任意位置A,B机械能相等（EA=EB）。h1h2BA根据动能定理可知：根据重力做功和重力势能的关系可知：由以上两式可知：移项可得：即：EA=EB结论：在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。同样可以证明，在只有弹簧弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。2、机械能守恒定律（1

5、）内容：在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。（2）表达式：（需要确定参考平面）（3）机械能守恒的条件：只有重力或弹簧弹力做功。三、机械能守恒定律的应用案例分析1：用绳子把一个小球悬挂起来，把小球拿近自己的鼻子，稳定后松手，头不要动，铁锁向前摆去，摆回来时不会碰到你的鼻子，为什么？解析：上述实验中，释放小球后，若忽略空气阻力，只有重力做功，机械能守恒，应该摆到等高处，不会碰到鼻子。但事实是有空气阻力，除重力做功以外，空气阻力做负功，使机械能减少，小球根本回

6、不到等高处，当然不会碰到鼻子。案例分析3：如图所示，在高为H的水平台面上的A点，一个质量为m的小球以初速度V0被抛出，不计空气阻力，求它到达离平台距离为h的B点时速度的大小。V0分析：研究过程为抛出后由A运动到B，不计空气阻力作用，只有重力做功，故机械能守恒。案例分析2：下列物理过程中机械能守恒吗？（3）用手加速向上托起一本书；（4）做自由落体运动的小球；（1）物体沿粗糙的斜面匀速下滑；（2）跳伞运动员在空中匀速下降；（5）不计空气阻力，将物体以一定的初速度竖直向上抛出；GNfVVGF阻VGFV0参考

7、平面解：以地面为参考平面小球在Ａ点的状态为初状态重力势能为：动能为：小球在B点的状态为末状态重力势能为：动能为：则由机械能守恒定律得：即：由上式解得：确定研究对象,明确运动过程；方法归纳：应用机械能守恒定律解决问题的一般步骤受力分析及分析各力做功情况，判断机械能是否守恒；选取参考平面，确定初末状态及其机械能；根据机械能守恒定律列方程，统一单位求解。四、课堂小结2、表达式：3、机械能守恒的条件：只有重力或弹簧弹力做功。1、内容：在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保

8、持不变。机械能守恒定律课后作业：顶尖课课练：P20-21作业纸：7，8，9敬请批评指导，谢谢！