4.5.1机械能守恒定律 课件(16张PPT)高一物理(教科版2019必修第二册)

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4.5.1机械能守恒定律 课件(16张PPT)高一物理(教科版2019必修第二册)

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(共16张PPT)
第四章 机械能及其守恒定律
第五节 机械能守恒定律
情景引入
思考提问:
本章我们学习了哪几种形式的能?
重力势能
动 能
弹性势能
W合=ΔEk
WG=-ΔEP
W弹=-ΔEP
机械能
一、机械能(mechanical energy)
1.概 念:
动能、重力势能和弹性势能的统称
2.表达式:
3.单 位:
焦耳(J)
4.标示性:
机械能是标量,具有相对性:
先选取参考平面和参考系才能确定机械能。(一般选地面为参考系)
过山车往低处跑时,动能和重力势能怎么变化?
动能增加、重力势能减小
过山车往高处跑时,动能和重力势能怎么变化?
动能减小、重力势能增加
动能和重力势能可以相互转化
动能和重力势能总量怎么变呢?
h2
h1
v2
h1
h2
Δh
v1
情景一:落体运动(选地面为参考面)
只有重力做功的情况下,物体与地球系统的机械能总量保持不变。
二、问题探究
实际上,对于平抛和竖直上抛运动同样有这样的规律。
二、问题探究
在只有弹簧弹力做功的物体和弹簧系统内,动能和弹性势能相互转化,且机械能的总量保持不变。
在光滑水平面上,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
情景二:弹簧弹力做功
由动能定理:
三、机械能守恒定律
1.内容:在只有重力或弹簧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。
2.表达式:
守恒观点
转化观点
转移观点
或 ΔEk减=ΔEp增
或 ΔEA减=ΔEB增
(3)ΔEA=-ΔEB
(2)ΔEk= -ΔEp
(1)EK2+EP2=EK1+EP1 即 E2=E1
3.守恒条件:物体系统内只有重力或弹力做功(其他力不做功),机械能守恒。(此处弹力高中阶段特指弹簧类弹力)
对守恒条件的理解:
系统不受外力。
系统受其他力,而其他力不做功,只有重力(弹力)做功;
系统受外力,除重力(弹力)以外的力也做功,但外力做功的代数和为零。
三、机械能守恒的条件及理解
例1.一轻质理想弹簧一端固定在竖直墙壁上,一端固定在小木块上,如图所示,水平面光滑,用手推动小木块压缩弹簧一段后松手,在小木块反弹过中,下列说法正确的是( )
A.小木块机械能守恒
B.弹簧机械能守恒
C.小木块弹簧构成的系统机械能守恒
D.小木块弹簧构成的系统机械能不守恒
C
原长
F弹
例2.如下图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧 上,在将弹簧压缩到最短的整个过程中,下列关于能量的叙述中正确的是( )
A.重力势能和动能之和总保持不变
B.动能和弹性势能之和总保持不变
C.重力势能和弹性势能之和总保持不变
D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变
D
A
例3.A、B两个物体通过一条轻绳跨过定滑轮相连,A的质量大于B的质量,不计各部分的摩擦阻力,如图所示,则释放后下列说法正确的是( )
A. B物体机械能守恒
B. A物体机械能守恒
C. A、B两物体机械能都不守恒
D. A、B系统物体机械能守恒
CD
A
B
B
mBg
T
S
S
mAg
T
例4如图所示,在两个质量分别为m和2m的小球a和b之间,用一根轻质细杆连接,两小球可绕过轻杆中心的水平轴无摩擦转动,现让轻杆处于水平位置,静止释放小球后,重球b向下转动,轻球a向上转动,在转过90°的过程中,以下说法正确的是(  )
A.b球机械能守恒
B.a球机械能守恒
C.a、b两球机械能都不守恒
D.a、b两球总机械能守恒
CD
b
a
0
F1
F2
F1
F2
例5.斜面A置于光滑的水平面上,滑块B置于A上由静止滑下,它们接触面光滑,如图所示,则下列说法正确的是( )
A.A物体机械能守恒
B.B物体机械能守恒
C.A、B两物体机械能都不守恒
D.A、B系统物体机械能守恒
CD
A
A
B
B
FN
G
S
FN
S
例6.一光滑水平面上放着一个静止的木块,其质量为M,一个质量为m的子弹,以初速度v0射入木块,并最终留在木块内一起做匀速运动,则下列说法正确的是( )
A.小木块机械能守恒
B.木板机械能守恒
C.小木块、木板构成的系统机械能守恒
D.小木块、木板构成的系统机械能不守恒
D
v0
v共
S木
S子
摩擦力对子弹做的功W=
f
f
-f
S子
摩擦力对木块做的功W/=
f
S木
两者的功不能抵消
所以系统机械能不守恒
例7 如图所示,从某高度处,将质量为m的小球斜向上方抛出,初速度为v0,小球到达最高点时的速度为v1,最大高度为h,重力加速度为g。以地面为参考平面,不计空气阻力。下列正确的是(  )
A.落地时,小球的动能为
B.抛出时,小球的机械能为mgh
C.抛出时,小球的重力势能为mgh
D.抛出时,人对小球做功为
【参考答案】A

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