机械能2011 04 12专用课件.ppt

【典例3】 ．用水平拉力，拉着滑块沿半径为R的水平圆轨道运动一周，如图所示，已知物块与轨道间动摩擦因数为μ,物块质量为m，则此过程中摩擦力做的功为多少? 【典例5】.人的心脏每跳一次大约输送8×10-5m3的血液，正常人血压(可看作心脏压送血液的压强)的平均值约为1.5×104Pa,心跳约每分70次，据此估测心脏每分钟内做的功为 J。 【典例11】.质量为m的物块放在光滑的水平面上,绳的一端固定，在绳的另一端经动滑轮用与水平方向成α角、大小为F的力拉物块，如图示，将物块由A点拉至B点，前进S，求外力对物体所做的总功有多大？ 重力势能的变化------重力做功 如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上。其正上方A位置有一只小球。小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零。小球下降阶段下列说法中正确的是A A.在B位置小球动能最大 B.在C位置小球动能最大 C.从A→C位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加 D.从A→D位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加 全过程动能定理的应用问题： 【典例17】如图示，物块m从高为h的斜面上滑下，又在同样材料的水平面上滑行S后静止。已知斜面倾角为θ，物块由斜面到水平面时圆滑过渡，求物块与接触面间的动摩擦因数μ为多少？ 2、平均功率和瞬时功率 平均功率： 　　　　　　Ｐ＝ｗ/ｔ P = Fv (v是平均速度时） 瞬时功率： P = Fv（v是瞬时速度时） 解析： 机械能是动能和势能的总和，因为选桌面为零势舶面，所以开始时机械能为mgH，由于小球在下落过程中只受重力，所以小球在落地之前机械能守恒，即在下落过程中任意一个位置机械能都与开始时机械能相等． 答案：B 随堂练习 把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长为L，最大倾角为θ．小球到达最底端的速度是多大? 典例探究 ［例1］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 解析：机械能守恒的条件是：物体只受重力或弹力的作用，或者还受其它力作用，但其它力不做功，那么在动能和势能的相互转化过程中，物体的机械能守恒。依照此条件分析，ABD三项均错。 答案：C ［例2］长为L的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其长度的1/4垂在桌边，如图 所示，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大？ 解析：链条下滑时，因桌面光滑，没有摩擦力做功。整根链条总的机械能守恒，可用机械能守恒定律求解。设整根链条质量为m，则单位长度质量（质量线密度）为m／L 设桌面重力势能为零，由机械能守恒定律得 V h 一、机械能：物体所具有的动能和势能统称为机械能。 E=EK+EP = mv2+mgh 1 2 动能和势能之间可以相互转化（一） 动能和势能之间可以相互转化（二） 动能和势能之间可以相互转化（三） 动能和势能之间可以相互转化（四） 自由落下的小球 V V=0 h 动能最大 势能最小 动能最小 势能最大 重力势能转化为动能 问题： 1、你还能举出生活中动能和势能之间相互转化的例子吗？ 2、动能和势能之间的转化是通过什么来实现的呢？ 3、动能和势能之间的相互转化遵循什么规律呢？ 二、机械能守恒的理论推导（以自由落体为例） 设小球下落时先后经历了A、B两点。因为只有重力做功，根据动能定理有: V0=0 h1 h2 V1 V2 A B 又根据重力做功与重力势能的变化关系有：（选地面为参考面） 由（1）、（2）两式得： 机械能守恒定律： 　　在只有重力（或弹力）做功的情形下，物体的动能和重力（弹性）势能发生相互转化，而总的机械能保持不变。 ※条件： 1、只有重力和弹力做功。 2、只发生动能和势能间的相互转化。 讨论|：判断下列各运动机械能是否守恒 V A V1 不计空气阻力和摩擦阻力 V 在粗糙的水平路面匀速行驶 守恒 不守恒 讨论交流： 1、“只有重力做功”与“只受重力作用”有区别吗？ 2、“机械能守恒”与“机械能总量不变”有区别吗？ ※表达式： 任意状态下，动能和势能总和相等 势能的减少量等于动能的增加量 【典例15】如图所示，在高为h的光滑水平台面上静止放置一质量为m的物体，地面上的人用跨过定滑轮的