动能和势能的转化只有重力做功时.PPT

情景分析：在下面所给的物理现象中  能量是如何转化的？ A、从树上掉下来的苹果 B、弹簧栓着物体在光滑的水平面上来回往复运动。 动能和势能之间可以相互转化 在动能势能的转化过程中，动能和势能是否存在某种定量的关系？ 只受重力 小球的动能和弹簧的弹性势能在相互转化过程中机械能的总量保持不变，即机械能守恒。 练习： 如图所示，在竖直平面内有一段四分之一圆弧轨道，半径OA在水平方向，一个小球从顶端A点由静止开始下滑，已知轨道半径R＝10cm，不计摩擦，求小球刚离开轨道底端B点时的速度大小？ 解：选取B点所在水平面为零势能面，以小球在A点时为初态，经过B点时为末态，则依据机械能守恒定律可知： 本题说明： 本题重点要突出物体在变力作用下运动，又不涉及加速度和时间问题，在满足机械能守恒的前提下，用机械能守恒定律来解方便、快捷，避免了使用牛顿运动定律的困难。 2.下列实例中的运动物体，哪些的机械能不守恒（　　）A、跳伞运动员在空中匀速下降。 B、滑雪运动员自高坡顶上自由下滑(不计空阻和摩擦)C、汽车在水平路面上匀速行驶。 D、集装箱被吊车匀速地吊起(不计空阻) 4、如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动。在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是 例题讲解2： 如图所示，物体A、B用绳子连接穿过定滑轮，已知mA=2mB, 绳子的质量不计，忽略一切摩擦，此时物体A、B距地面高度均为H，释放A，求当物体A刚到达地面时的速度多大（设物体B到滑轮的距离大于H）？ 解：设地面处的势能为0，以物体出发点为初态，物体A刚落地时为末态，则在运动过程中物体A、B的速度大小始终相等。 * * 8 机械能守恒定律 回忆： 1、本章我们学习了哪几种形式的能？ 动能、重力势能、弹性势能 2、动能和重力势能如何表示？ 一、机械能 1、概 念： 动能、重力势能、弹性势能的统称。 总机械能为动能和势能之和。 2、表达式： 3、机械能是标量，具有相对性： 先选取参考系和0势能面才能确定 机械能。（一般选地面） A B m h1 h2 由动能定理，有： 移项得： 以地面为0势能面，根据重力做功与重力势能变化的关系有： 一、动能和势能的转化 此表达式具有普遍意义吗？ 物体不只受重力作用，但只有重力做功，其他力不做功 例2：小球沿光滑曲面下滑 mg FN h1 h2 分析：下滑过程中支持力做功？ 重力势能变化？ 动能变化？ 0 一、动能和势能的转化 零势面 C A B mg FT 分析：绳子拉力做功？ 零势面 h 0 物体不只受重力作用，但只有重力做功，其他力不做功 例3：钢球在竖直面摆动（忽略空气阻力） 一、动能和势能的转化 只有重力做功时，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。 mg FN h1 h2 C A B mg FT h 一、动能和势能的转化 讨论 有其他力做功,且总和不为0时，机械能会守恒吗？ 一、动能和势能的转化 思考：若钢球换成轻质球，会发生什么情况？ C A B 球越摆越低 W总=WG+Wf EK2-EK1 EP1-EP2 EK2+EP2=EK1+EP1+Wf E2=E1+Wf （Wf0） 机械能 不守恒 在只有重力做功的情况下物体的动能和势能相互转化而总的机械能保持不变。 同样可以证明在只有弹力做功的物体系统内动能和势能相互转化而总的机械能保持不变 弹性势能转化为动能 动能又 转化为弹性势能 如此往复 弹力做正功弹性势能减少动能增加 弹力做负功弹性势能增加动能减少 二、机械能守恒定律 1、内容： 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。 2、表达式： 条件 3、如何判断机械能是否守恒 （1）对某一物体，只有重力做功，其它力不做功，或其它力做功和为0 举例：所有的抛体运动（不计空气阻力）机械能守恒。 方法一：是不是只有重力或弹力做功。 （做功的角度） 注：“只有”的含义：其它力不做功或其它力做功的代数和为零 A. 甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中.A的机械能不守恒 B. 乙图中，物体B沿固定光滑的斜面上下滑时，物体B的机械能守恒 C.丙图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆动时，小球的机械能守恒。 甲 乙