1、7.8机械能守恒定律,重力势能:,弹性势能,动能:,势能Ep,机械能E=EK+EP,知识回顾与复习,物体由于运动而具有的能叫做动能,Ek=mv2/2,相互作用的物体凭借其位置而具有的能叫做势能,Ep=mgh,1.机械能,物体在某状态时的动能、重力势能和弹性势能的总和叫做物体的机械能。,如图是迪斯尼乐园的过山车情景,请问:“一辆滑车在下滑过程中,既然没有什么动力,为什么每次总能如此准确的完成一连串有惊无险的动作呢?”,观察与思考,观察动能与势能的相互转化,通过重力或弹力做功,机械能可以从一种形式转化成另一种形式。,动能与势能的相互转化是否存在某种定量的关系?,探寻动能与势能转化规律,如图,一个质
2、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。,动能和重力势能间的转换,Ek2+EP2Ek1+EP1,EBEA,EAEk1+EP1,EBEk2+EP2,自由下落的小球,状态,状态,可见,在只有重力做功的系统内,动能与重力势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。,思考,假如物体还受其它力,机械能是否还守恒?,物体受其它力,但其它力不做功,或其他力做功为零,机械能守恒。,动能和弹性势能间的转化,在只有弹力做功的物体系统内
3、,动能和弹力势能可以相互转化,但机械能的总量保持不变。,弹簧的弹性势能与小球的动能相互转化,EK2+EP2=EK1+EP1 即E2=E1,E减=E增,mgh2+mv22/2=mgh1+mv12/2,结论,机械能守恒的条件,在具体判断机械能是否守恒时,一般从以下两方面考虑:对于某个物体,只受重力(弹力)做功;受其它力,而其他力不做功,则该物体的机械能守恒。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。,说一说,下列实例中哪些情况
4、机械能是守恒的,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),水平面上受向右的拉力F作用下匀速运动的物体,进站前关闭发动机,机车凭惯性上坡,动能变成势能储存起来,出站时下坡,势能变成动能,节省了能源。,应用:课本例题,课本例题,把一个小球用细绳悬挂起来,就成为一个摆,摆长为l,最大偏角为。小球运动到最低位置时的速度是多大?,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分析,(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
5、方程,或再辅之以其他方程,进行求解。,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mL设桌面重力势能为零,由机械能守恒定律得,下列关于物体机械能守恒的说法中,正确的是:A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B.合外力对物体不做功,物体的机械能一定守恒C.物体只发生动能与势能的相互转化时,物体的机械能守恒 D.运动的物体,若受合外力为零,则其机械能一定守恒E.做匀变速运动的物体的机械能不可能守恒,1.考查守恒条件理解,单项,点评:机械能是否守恒与物体的运动状态无关,C,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,多项,点评:机械能是否守恒与物体的运动状态无关,BC,