6、机械能守恒定律,第三章 势能 机械能守恒定律,一、势能,物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。,它们的重力势能一样吗？如果不同，你认为重力势能和什么因素有关？,重力势能大小跟质量和高度有关,1.质量相同时,物体被举得越_重力势能越大,2.被举高度相同时,物体的质量越_重力势能 越大,高,大,影响重力势能的因素,Ep=mgh,2007年9月10日深圳晚报报道： 高空坠物再次敲响警钟！ 昨天下午4时许，深圳市南山区学府西路荔园小区综合楼三楼突降两块玻璃，砸向一过路女子的脖子，女子当时血流如注，后被急送到南山人民医院抢救，目前已脱离生命危险。,弓被运动员拉弯,竹竿被运动员压弯，发生弹性形变,弹性势能,物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能。 弹性形变越大，弹性势能就越大。,重力势能和弹性势能都是势能。一般地说，当物体间存在引力、斥力或弹力等相互作用时，由物体间相对位置决定的能量，都叫做势能。 机械能 动能和势能的总和叫做势能。,1.下列物体具有何种形式的能: 升空的火箭: ; 正在下落的雨滴: ; 被拉长的橡皮筋: .,2.一架飞机在灾区上方水平匀速飞行，并不断向灾区空投救灾物资，则飞机在这个过程中，动能_，势能_。 (填“变大”或“变小”),练一练,动能、重力势能,动能、重力势能,弹性势能,变小,变小,4.物体沿斜面匀速下滑，物体的( ) A动能增加，势能减小 B动能、势能都减小 C动能不变，势能减小 D动能、势能都增加,3. 唐诗中有“不尽长江滚滚来”的诗句，这动人的诗句生动、形象地反映了这条大河蕴藏了大量的 能.,动,C,练一练,练一练,5、在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中,让三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击,陷入沙坑中,如图所示,在此实验中,我们是通过观察 来比较各铁块重力势能的大小?,若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是hA hB, 若A、C两铁块下落的高度相等，则两铁块质量的关系是mA mc. 实验得出的结论是：物体重力势能的大小 与 有关。,木桩陷入沙坑的深度,物体的质量和被举的高度,6.下表中给出了一头牛慢步行走和一颗飞行的子弹的一些数据：,分析数据,可以看出,对物体动能大小影响较大的因素是 。 你这样判断的依据是。,练一练,物体的速度,牛的质量较大，但速度较慢，动能并不大；子弹尽管质量不大，但速度大，动能大。,引入新课,演示实验：,一个用细线悬挂的小球从左边开始摆动，记住它向右能够达到的最大高度。然后用一把直尺在一点挡住摆线，看看这种情况下所能达到的最大高度。,你认为这个实验说明了什么？,动能、重力势能、弹性势能属于力学范畴，统称为机械能，本节课我们就来研究有关机械能的问题。,小钢球,实验分析,F,v,实验中，小球的受力情况如何？,受重力G和绳的拉力F作用,各个力的做功情况如何？,拉力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有重力对小球能做功。,这个小实验说明了什么？,小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化。在摆动过程中，小球总能回到原来的高度。可见，重力势能和动能的总和保持不变。即机械能保持不变。,G,弹性势能,动能,演示实验,观察：动能与势能的相互转化，思考：动能与势能的相互转化是否存在某种定量的关系？,重力势能,动能,光滑的过山车轨道,探寻动能与势能转化规律,如图，一个质量为m的小球自由下落或做斜抛运动或竖直上抛，经过某高度为h的A点时速度为v，经过某高度为h2的B点时速度为v2，试写出小球在A点时的机械能EA和在B点时的机械能EB，并找出小球在A、B时所具有的机械能EA、EB之间的数量关系。,v2,v1,只有重力作用的情况下，物体的机械能守恒。,1、推导,一、机械能守恒定律：,（1）自由落体,（2）曲线运动：一个物体沿着光滑的曲面滑下，在A点时动能为Ek1，重力势能为Ep1 ；在B点时动能为Ek2，重力势能为Ep2 。试判断物体在A点的机械能E1和在B点的机械能E2的关系。,由动能定理：,G,FN,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,光滑水平面，设弹簧被压缩x1时弹性势能为EP1，动能为EK1,设弹簧被压缩x2时弹性势能为EP2，动能为EK2,（3）动能和弹性势能间的转化,由动能定理：,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。,EK2+EP2=EK1+EP1 即E2=E1,Ek减=Ep增,mgh2+mv22/2=mgh1+mv12/2 （要选择零势面）,二、机械能守恒定律：,2、内容：,3、表达式：,守恒观点,转化观点,EA=-EB,转移观点,假如物体还受其它力做功机械能是否还守恒?,在只有重力或弹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,三、机械能守恒的条件：,在具体判断机械能是否守恒时，一般从以下几方面考虑： 对于某个物体，只受重力（弹力）。 对于某个物体，受其它力，而其他力不做功，只有重力（弹力）做功；则该物体的机械能守恒。 对于某个物体，除重力（弹力）以外的力也做功，但它们做功的代数和为O，则机械能守恒。 对于由两个或两个以上物体(包括弹簧在内组成的系统，如果系统只有重力做功或弹力做功，物体间只有动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化，系统与外界没有机械能的转移，系统内部没有机械能与其他形式能的转化系统的机械能就守恒。,三、机械能守恒的条件：,无摩擦情况,有摩擦情况,思考：小球和弹簧构成的系统，机械能守恒吗？为什么？,系统机械能守恒,本质：,弹性势能,动能,系统内弹簧弹力做功,不会造成其他形式能量参与转化,结论：系统内只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒 本质：,动能,重力势能,弹性势能,只有重力与系统内弹簧弹力做功，不会造成其他形式能和外界能量参与转化,例：下列实例中哪些情况机械能是守恒的,用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。,跳伞员利用降落伞在空中匀速下落,抛出的篮球在空中运动（不计阻力）,1.下列几种情况中，机械能一定守恒的是： 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,点评：机械能是否守恒与物体的运动状态无关,2. 如图所示，质量为m的物体，以速度v离开高为H的桌子，当它落到距地面高为h的A点时，在不计空气阻力的情况下，下列哪些说法是正确的（以地面为零势能面）： A.物体在A点具有的机械是mv2/2+mgH B.物体在A点具有的机械能是mvA2/2+mgh C.物体在A具有的动能是mv2/2+mg(H-h) D.物体在A点具有的动能是mg(H-h),随堂练习,应用：课本例题,小结：应用机械能守恒定律的解题步骤,(1)确定研究对象,(2)对研究对象进行正确的受力析,(3)判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件,(4)视解题方便选取零势能参考平面，并确定研究对象在始、末状态时的机械能。,(5)根据机械能守恒定律列出方程，或再辅之以其他方程，进行求解。,二、物体的动能和势能可以相互转化。,a只有重力或系统内弹簧弹力做功，其它 力不做功（或其它力合力所做功为零） b只发生动能和势能间的相互转化。,4机械能守恒定律解题步骤,课堂小结：,在只有重力或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。,三、机械能守恒定律,E= E2 或 E1 +Ep1= EK2+EP2 或 Ek= Ep（动能的增加等于势能的减少）,一、机械能：,1.内容：,2表达式：,3守恒条件：,感谢专家的指导!,谢谢！,