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高一物理:7.8《机械能守恒定律》课件(新人教版必修2) 2


第六节 机械能守恒定律

一、机械能
1.机械能:机械能为动能与势能(重力势能、 弹性势能)之和, E=Ek+Ep.

2.机械能是标量,具有相对性.
3.机械能是可以转化的.

质量为的m物体自由落体、平抛、光滑斜面上滑下
v0
A A

v1
h1 B h1 h2

v1
B h2 B

v1
h2

A h1

v2

v2

v2

1 1 2 2 mgh1 ? mgh 2 ? mv 2 ? mv1 2 2

1 1 2 2 mv 2 ? mgh 2 ? mv1 ? mgh1 2 2

EK 2 ? EP 2 ? EK1 ? EP1 (E2=E1)

二、机械能守恒定律
1.内容:在只有重力做功的情形下,物体的动

能和重力势能发生相互转化,但机械能的总量 保持不变. 2 .表达式:

(1) EK 2 ? EP2 ? EK1 ? EP1

(E2=E1)
(?EK=-?EP)

(2) EK 2 ? EK1 ? EP1 ? EP2
(3) ?EK+?EP=0

3.成立的条件:只有重力做功 ①只受重力作用(自由落体、平抛运动) ②除重力外还受其它力,但其它力不做功或其它 力做功之和为零(物体沿光滑斜面运动)
机械能守恒定律的另一种表述:只有重力和弹力 做功的情况下,物体的动能和势能发生相互转化, 但机械能的总量保持不变.

4.适用对象:单个质点、多个物体组成的系统

例1:以10m/s的速度将质量为m的物体竖 直向上抛出。若忽略空气阻力,求(1) 物体上升的最大高度(2)上升过程中何 处重力势能和动能相等?
(1)5m (2) 2.5m

应用机械能守恒定律解题的一般步骤:

1、明确研究对象,是由哪些物林组成的系统; 并正确分析系统内每个物体的受力情况。 2、判明各力做功情况。判断是否符合机械能守 的适用条件。
3、该取零势能面,找出系统各物体初,末态的动 能和势能。 4、应用机械能守恒定律列出表达式,解题过程中 注意统一单位制。

例2:如图所示,半径为R的半圆槽木块固定在水 平地面上,质量为m的小球以某速度从A点无摩擦 地滚上半圆槽,小球通过最高点B后落到水平地 面上的C点,已知AC=AB=2R。

求:①小球在B点时的速度?
②小球对B点的压力

③小球在A点时的速度大小为多少?

随堂练习
1、在下列的物理过程中,机械能守恒的有( BD)

A.把一个物体竖直向上匀速提升的过程
B.人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程

C.汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程
D.从高处竖直下落的物体落在竖立的轻弹簧上, 压缩弹簧的过程,对弹簧、物体和地球这一系统

2、如图所示,桌面离地高为h,质量为m的小球 从离桌面高H处自由下落,不计空气阻力,假设 桌面为零势能的参考平面,则小球落地前瞬间 的机械能为 ( B ) A.mgh B.mgH

C.mg(h+H)

D. mg(H-h)

3、跳伞运动员从高空下落时,在他张伞后,所 受的空气阻力等于运动员和伞的总重力时,运动 员具有的机械能: ( C) A.动能、势能和总机械能都不变 B.重力势能减少,动能增加,总机械能不变 C.重力势能减少,动能不变,总机械能减少 D.重力势能不变,动能为零,总机械能不变

4、如图所示,倾斜轨道AC与有缺口的圆轨道BCD 相切于C,圆轨道半径为R,两轨道在同一竖直平 面内,D是圆轨道的最高点,缺口DB所对的圆心 角为90°,把一个小球从斜轨道上某处由静止释 放,它下滑到C点后便进入圆轨道,想要使它上 升到D点后再落到B点,不计摩擦,则下列说法正 ( D ) 确的是 A.释放点须与D点等高 B.释放点须比D点高R/4 C.释放点须比D点高R/2 D.使小球经D点后再落 到B点是不可能的

5、如图所示,一滑块从半圆形光滑轨道上端由静止开始滑 下,当滑到最低点时,关于滑块动能大小和对轨道最低点 的压力,下列结论正确的是 ( B ) A.轨道半径越大,滑块动能越大,对轨道压力越大 B.轨道半径越大,滑块动能越大,对轨道压力与半径 无关 C.轨道半径越大,滑块动能越大,对轨道压力越小 D.轨道半径变化时,滑块的动能、对轨道的正压力都 不变

6. 一根长为L的均匀绳索,一部分放在光滑水 平桌面上,长为L1 的另一部分自然垂在桌面下, 如图所示,开始时绳索静止,释放后绳索将沿 桌面滑下,求绳索刚滑离桌面时的速度大小.

7. 如图所示, 一根轻杆长为2 l , 它的左端O点为 固定转动轴, 轻杆可以绕 O 轴在竖直平面内无摩 擦转动, 它的中点及右端各固定一个小球A和B, 两 球的质量分别是m 和 2 m , 重力加速度为g .现 用外力使杆处于水平位置, 从静止释放.求(1)小 球A和小球B运动到最低处时的速度大小;(2)从开 始运动到达杆处于竖直位置的过程中, 杆的作用 力对B球所做的功.

4mgl/9


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