第四节机械能守恒定律精品教育.ppt

第四节 机械能守恒定律,一、机械能,E,动能和势能的统称。,1、定义：,重力势能、弹性势能,2、公式：,E=Ek+Ep,3、单位：,焦耳J,4、动能与势能有相互转化的现象：,此增彼减,5、机械能是标量：,*参考平面和参考系选择不同，势能和动能的值不同，则机械能数值也不同。,机械能是状态量。,只有大小，无方向。,6、具有相对性：,1.先选参考平面和参考系才能确定机械能。(一般选地面),2.机械能的正负表示大小。,1、物体质量m=2kg在距地面20m高处，以10m/s的水平匀速度飞行，它的总机械能为。,500J,2、一飞机的质量m=2T，在高空作飞行表演，某一时刻距地面3km高处时，速度是40m/s俯冲，此时它的总机械能为。下一时刻在距地面1km处时，速度是50m/s向上飞翔，此时它的总机械能为。,#5.幻灯片 5,3、质量为50kg的人坐在以30m/s的速度匀速行驶的火车厢中，火车底离地面是1m，车厢高1.5m。,以水平地面为参考平面和参考系,人的机械能.,以车厢底部为参考平面和参考系,人的机械能.,#5.幻灯片 5,以车厢顶部为参考平面和参考系,人的机械能.,思考：动能和势能之间如何转化？,瀑布2.wmv,重力做功,1.动能和重力势能可以相互转化的原因：,上升过程：,重力做 功,动能,重力势能,能转化为 能。,负,减少,增加,动,重力势,下降过程：,重力做 功,动能,重力势能,能转化为 能。,正,增加,减少,重力势,动,思考：动能和势能之间如何转化？,2.动能和弹性势能可以相互转化的原因：,弹簧弹力做功,挤压或拉伸弹簧的过程：,弹力做 功,小球动能,弹簧弹性势能,能转化为 能。,弹簧恢复原状过程：,重力做 功,小球动能,弹簧弹性势能,能转化为 能。,模拟弹簧振子.swf,负,减少,小球动,增加,弹簧的弹性势,正,增加,减少,弹簧的弹性势,小球动,弹簧和小球在光滑的水平面上,动能和势能之间可以不断地转化:,蹦床运动,动能和势能之间可以不断地转化:,撑杆跳.mpg,思考：动能和势能之间如何转化？,通过 力做功，能和 能间可以相互转化。,重,通过弹簧 力做功，能和 能间可以相互转化。,动,重力势,弹,动,弹性势,*通过重力做功和弹簧弹力做功，动能和势能间可以相互转化。,问：动能和势能之间的转化遵循什么规律？,B,C,根据动能定理：,自由落体：,A,G,G,表示：重力做的功等于小球动能的。,增加,表示:重力做的功等于小球重力势能的。,减少,由重力做功与重力势能变化的关系得：,由式得：,可见,在自由落体运动中,重力做了多少功,就有多少 能转化为等量的 能。,重力势,动,小球在自由落体过程中,机械能保持。,初态机械能,末态机械能,不变,B,C,自由落体：,A,G,G,初态机械能,末态机械能,Ek1+EP1Ek2+EP2,E1E2,二、机械能守恒定律：,1.内容:,重,动,重力势,不变,2.公式：,只有 力做功的情况下,物体的 能和 能发生相互转化,总的机械能保持。,系统初态机械能等于末态机械能：,改变的总势能等于改变的总动能:,EK=EP,若系统只有A、B两物体，则A机械能的增加量等于 B机械能的减少量，即:,EA=-EB,1机械能守恒定律成立的条件是什么？只有重力或弹力做功2在机械能守恒定律的表述中，你对“只有 重力做功”是如何理解的？物体只受重力作用；除重力做功外，其它力不做功；除重力做功外，其它力所做功的代数和为零；,讨论与交流,#23.幻灯片 23,例1:忽略空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能守恒的是（）A.电梯匀速下降B.物体自由下落C.物体沿光滑斜面顶端滑到斜面底端D.物体沿着斜面匀速下滑E.铅球运动员抛出的铅球从抛出到落地前F.人造卫星绕地球做匀速圆周运动,BCEF,1、下列各种运动中（不计空气阻力），机械能守恒的的是（）A.水平抛出的物体B.匀速直线运动的物体C.匀加速上升的飞机D.光滑曲面上自由滑动的物体,AD,例2:一跳台高10m,运动员做跳水表演时以5m/s的速度跳离跳台,若忽略运动员的身高和空气的阻力,求运动员落到水面时的速度大小.(g=10m/s2),机械能守恒应用的一般步骤:（1）选取研究对象；（2）分析机械能守恒条件；（是否只有重力或弹力做功）（3）选定参考平面明确初末状态物体的机械能值；（4）根据机械能守恒定律列方程求解。,