2021学年第八章 机械能守恒定律4 机械能守恒定律教学ppt课件

这是一份2021学年第八章 机械能守恒定律4 机械能守恒定律教学ppt课件，共26页。PPT课件主要包含了追寻守恒量，绳上弹起的过程，动能与势能的相互转化，公式推导，举例推导，动能定理，功能关系，联立变形，定律理解，思维导图等内容，欢迎下载使用。
理解机械能守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。
电影《挑战者号》中有一个片段，诺贝尔物理学奖得主，理查德·费曼将一个大铁球挂在铁链上做成单摆，演示了机械能的守恒。
小球好像“记得”开始的高度，何种“东西”不变的？
伽利略曾研究过小球在斜面上的运动。他发现：无论斜面B比斜面A陡些或缓些，小球的速度最后总会在斜面上的某点变为0，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度基本相同。 在小球的运动过程中，有哪些物理量是变化的？哪些是不变的？你能找出不变的量吗？
能量角度：下滑时重力势能减少，动能增加；上滑时重力势能增加，动能减少。
科学方法：采用理想实验法，其核心是“可靠的事实”+“严密的逻辑推理”。
动能与重力势能的相互转化
被压缩的弹簧弹射的过程
动能与弹性势能的相互转化
1.重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式——机械能。2.通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化为另一种形式。
动 能 与 势 能 的 相 互 转 化是 否 存 在 某 种 定 量 的 关 系 ？
【结论】只有重力做功的系统内，动能与重力势能互相转化时总的机械能保持不变。
【结论】只有弹力做功的系统内，动能与弹性势能互相转化时总的机械能保持不变。
在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。
忽略阻力，只有重力做功
判断下图中系统及单个物体的机械能是否守恒？
【例1】 如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )
A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，物体A的机械能守恒B．乙图中，物体B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，机械能守恒C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落、B加速上升的过程中，A、B组成的系统机械能守恒D．丁图中，不计空气阻力，小球由水平位置A处静止释放，运动到B处的过程中，机械能守恒
A与弹簧组成的系统机械能才守恒
只有重力做功，其他力做功代数和为0
AB组成的额系统内，只有动能与势能转化
小球所受的拉力不做功，只有重力做功
机械能守恒定律的应用1.机械能守恒定律常用的三种表达式(1)从不同状态看：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2(或E1＝E2)此式表示系统两个状态的机械能总量相等.(2)从能的转化角度看：ΔEk＝－ΔEp此式表示系统动能的增加(减少)量等于势能的减少(增加)量.(3)从能的转移角度看：ΔEA增＝ΔEB减此式表示系统A部分机械能的增加量等于系统剩余部分，即B部分机械能的减少量.
2.应用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；(2)明确研究对象的运动过程，分析研究对象在此过程中的受力情况，弄清各力做功的情况，判断机械能是否守恒.(3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在此过程中的初态和末态的机械能.(4)根据机械能守恒定律的不同表达式列方程并求解.
【例2】 如图所示，把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长为l，最大偏角为θ。如果阻力可以忽略，小球运动到最低点时的速度大小是多少？
【解】以小球为研究对象。设最低点O的重力势能为0，以小球最高点的状态作为初状态，以小球最低点的状态作为末状态。
【例3】 一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，B球的质量是A球的质量的3倍。用手托住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地的高度是h，A球静止于地面，如图所示。现释放B球，当B球刚落地时，求A球的速度大小（定滑轮的质量及滑轮与轴间的摩擦均不计，重力加速度为g）。
① 隔离法：对A： T-mg=ma 对B: 3mg-T=3ma 联立得： T=1.5mg
② 根据牛顿第二定律求出A球的加速度a=g/2
③ 根据运动学公式求解A球速度v
① 由连接体问题的思路求出绳上的拉力：T=1.5mg
② 根据动能定理分析A球： (T-mg)h=mv2/2
根据系统机械能守恒： 3mgh=mgh+mv2/2+3mv2/2
1.(2020·上饶市玉山一中高一下期中)关于机械能守恒的叙述，下列说法正确的是A.做匀速圆周运动的物体，机械能一定守恒B.物体所受的合力不等于零，机械能可能守恒C.物体做匀速直线运动，机械能一定守恒D.物体所受合力做功为零，机械能一定守恒
2.(2020·山师大附中高一下学期期末)如图9是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图，斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接，斜面AB和圆形轨道都是光滑的，圆形轨道半径为R，一个质量为m的小车(可视为质点)在A点由静止释放沿斜面滑下，小车恰能通过圆形轨道的最高点C.已知重力加速度为g.求：(1)A点距水平面的高度h；
(2)运动到B点时小车对圆形轨道压力的大小.
由A运动到C，设地面的重力势能为0， 根据机械能守恒定律得：
解得：FN＝6mg由牛顿第三定律可知，运动到B点时小车对圆形轨道的压力大小为6mg.