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1、重力勢能重力勢能彈性勢彈性勢能能勢能勢能動能動能機械能機械能一、動能和勢能的相互轉化一、動能和勢能的相互轉化重重力力勢勢能能轉轉化化為為動動能能vv動動能能轉轉化化為為重重力力勢勢能能自由落體自由落體豎直上拋豎直上拋重力勢能重力勢能減小減小動能動能增加增加動能動能減小減小重力勢能重力勢能增加增加一、動能和勢能的相互轉化一、動能和勢能的相互轉化動能動能和和重力勢能重力勢能可以相互轉化可以相互轉化一、動能和勢能的相互轉化一、動能和勢能的相互轉化動能動能和和彈性勢能彈性勢能可以相互轉化可以相互轉化一、動能和勢能的相互轉化一、動能和勢能的相互轉化動能動能和和彈性勢能、重力勢能彈性勢能、重力勢能的的相互
2、轉化相互轉化一個物體沿著光滑的曲面滑下，在一個物體沿著光滑的曲面滑下，在A點時動能為點時動能為Ek1，重力勢能為，重力勢能為Ep1 ；在；在B點時動能為點時動能為Ek2，重力勢能為，重力勢能為Ep2 。試。試判斷物體在判斷物體在A點的機械能點的機械能E1和在和在B點的點的機械能機械能E2的關系。的關系。一、動能和勢能的相互轉化一、動能和勢能的相互轉化111pkEEE222pkEEE由動能定理：由動能定理：12kkGEEW21ppGEEW又2112ppkkEEEE1122pkpkEEEE12EE 即：一、動能和勢能的相互轉化一、動能和勢能的相互轉化G GN N二、機械能守恒定律二、機械能守恒定律
3、在在只有只有重力做功重力做功和和彈力做功彈力做功的物體的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體系統(tǒng)內(nèi)，物體只只發(fā)生動能與勢能的相互發(fā)生動能與勢能的相互轉化，而總的機械能保持不變轉化，而總的機械能保持不變。1、內(nèi)容：內(nèi)容：12EE 二、機械能守恒定律二、機械能守恒定律只有只有重力做功重力做功和彈簧和彈簧彈力做功彈力做功2、機械能守恒條件：機械能守恒條件：（1 1）物體只受重力，不受其他力）物體只受重力，不受其他力 vv0GGGGv0G G二、機械能守恒定律二、機械能守恒定律只有只有重力做功重力做功和彈簧和彈簧彈力做功彈力做功2、機械能守恒條件：機械能守恒條件：（2 2）物體只受重力和彈簧彈力，）物體只受重力和彈簧彈力
4、，不受其他力不受其他力二、機械能守恒定律二、機械能守恒定律只有只有重力做功重力做功和彈簧和彈簧彈力做功彈力做功2、機械能守恒條件：機械能守恒條件：（3 3）物體受重力和彈簧彈力，還）物體受重力和彈簧彈力，還受其他力，但其他力不做功受其他力，但其他力不做功1 1、在下面各實例中，哪些過程機械能是守在下面各實例中，哪些過程機械能是守恒的，哪些過程機械能不守恒？為什么？恒的，哪些過程機械能不守恒？為什么？（1 1）跳傘運動員和降落傘勻速降落）跳傘運動員和降落傘勻速降落（2 2）一個物體沿斜面勻速下滑）一個物體沿斜面勻速下滑（3 3）起重機勻速吊起重物）起重機勻速吊起重物（4 4）拉著一個物體沿光滑的
5、斜面勻速上升）拉著一個物體沿光滑的斜面勻速上升（5 5）物體在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動）物體在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動（6 6）鉛球在空中做平拋運動）鉛球在空中做平拋運動例與練例與練2 2、關于機械能守恒，下列說法中不正確的關于機械能守恒，下列說法中不正確的是（）是（）A A、機械能守恒時，物體一定只受重力和彈、機械能守恒時，物體一定只受重力和彈力作用力作用B B、做勻速運動的物體機械能一定守恒、做勻速運動的物體機械能一定守恒C C、做變速運動的物體機械能一定不守恒、做變速運動的物體機械能一定不守恒DD、外力對物體所做總功為零時，物體機械、外力對物體所做總功為零時，物體機械能一定守恒能一定守恒例與
6、練例與練3 3、如圖所示，小球自、如圖所示，小球自a點由靜止自由下落，點由靜止自由下落，到到b b點時與彈簧接觸，到點時與彈簧接觸，到c c點時彈簧被壓縮點時彈簧被壓縮到最短，若不計彈簧質量和空氣阻力，在小到最短，若不計彈簧質量和空氣阻力，在小球由球由ab bc c的運動過程中（）的運動過程中（）A A、小球的機械能守恒、小球的機械能守恒 B B、小球和彈簧總機械能守恒、小球和彈簧總機械能守恒C C、小球在、小球在b b點時動能最大點時動能最大DD、小球重力勢能的減少量等于彈簧彈性勢、小球重力勢能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量能的增加量例與練例與練4 4、一個輕彈簧固定于一個輕彈簧固定于OO
7、點，另一端系一重點，另一端系一重物，將重物從與懸點物，將重物從與懸點OO在同一水平面上彈簧在同一水平面上彈簧保持原長的保持原長的A A點無初速度釋放，讓它自由下點無初速度釋放，讓它自由下擺，不計空氣阻力，在重物由擺，不計空氣阻力，在重物由A A擺到最低點擺到最低點的過程中，下列說法中正確的是（）的過程中，下列說法中正確的是（）A A、重物的動能增加、重物的動能增加B B、彈簧的彈性勢能增加、彈簧的彈性勢能增加C C、重物的機械能不變、重物的機械能不變DD、重物和彈簧總機械能不變、重物和彈簧總機械能不變例與練例與練oA5 5、如圖，一子彈以水平速度射入木塊并留如圖，一子彈以水平速度射入木塊并留在
8、其中，再與木塊一起共同擺到最大高度的在其中，再與木塊一起共同擺到最大高度的過程中，不計空氣阻力，下列說法中正確的過程中，不計空氣阻力，下列說法中正確的是（）是（）A A、子彈的機械能守恒。、子彈的機械能守恒。B B、木塊的機械能守恒。、木塊的機械能守恒。C C、子彈和木塊的總機械能守恒。、子彈和木塊的總機械能守恒。DD、以上說法都不對、以上說法都不對例與練例與練二、機械能守恒定律二、機械能守恒定律2211pkpkEEEE3、表達式：表達式：2221212121mghmvmghmv只有重力做功時：只有重力做功時：6 6、小球沿高為、小球沿高為h=5mh=5m的的光滑光滑斜面由靜止開斜面由靜止開始
9、下滑，求小球到達斜面底端時的速率。始下滑，求小球到達斜面底端時的速率。例與練例與練GGN N支持力支持力NN不做功，只有重力不做功，只有重力G G做功，小球做功，小球機械能守恒。機械能守恒。以以斜面底面為參考平面斜面底面為參考平面。221mvmghghv2sm/10mghE 12221mvE 6 6、小球沿高為、小球沿高為h=5mh=5m的的光滑光滑斜面由靜止開斜面由靜止開始下滑，求小球到達斜面底端時的速率。始下滑，求小球到達斜面底端時的速率。例與練例與練sinmgF 合gh2sm/10singmFa合sinhLaLv2GGN N用牛頓運動定律解題：用牛頓運動定律解題：請比較用請比較用機械能守
10、恒機械能守恒定律定律和用和用牛頓運動定律牛頓運動定律解題的異同。解題的異同。6 6、小球沿高為、小球沿高為h=5mh=5m的的光滑光滑斜面由靜止開斜面由靜止開始下滑，求小球到達斜面底端時的速率。始下滑，求小球到達斜面底端時的速率。例與練例與練GGN N用動能定理解題：用動能定理解題：請比較用請比較用機械能守恒機械能守恒定律定律和用和用動能定理動能定理解題解題的異同。的異同。0212mvmghghv2sm/10mghW 總7 7、把一個小球用細繩懸掛起來，就成為一、把一個小球用細繩懸掛起來，就成為一個擺。擺長為個擺。擺長為L L，最大偏角為，最大偏角為 。小球運動。小球運動到最底位置時的速度是多
11、大？到最底位置時的速度是多大？例與練例與練G GF F拉力拉力F F不做功，只有重力不做功，只有重力G G做功，小球機做功，小球機械能守恒。械能守恒。以以最低點為參考平面最低點為參考平面。221)cos1 (mvmgl)cos1 (2glv)cos1 (1mglE2221mvE （1）確定確定研究對象研究對象，畫出過程示意圖；，畫出過程示意圖；應用機械能守恒定律解題的一般步驟：應用機械能守恒定律解題的一般步驟：（2）分析物體的分析物體的受力受力，明確各力做功的情，明確各力做功的情況，判斷是否符合機械能守恒的條件；況，判斷是否符合機械能守恒的條件；（3）分析物體的分析物體的運動運動，恰當?shù)剡x取參
12、考平面，恰當?shù)剡x取參考平面，確定物體初、末狀態(tài)的機械能（勢能和動能）；確定物體初、末狀態(tài)的機械能（勢能和動能）；（4）根據(jù)根據(jù)機械能守恒定律機械能守恒定律列方程列方程求解。求解。三、機械能守恒定律的應用三、機械能守恒定律的應用8 8、從、從2020米高的塔上以米高的塔上以10m/s10m/s的初速度水的初速度水平拋出一個質量為平拋出一個質量為1Kg1Kg的鐵球，鐵球下落過的鐵球，鐵球下落過程中在離地程中在離地5m5m高處時的速度是多大？（不高處時的速度是多大？（不考慮空氣阻力）考慮空氣阻力） 例與練例與練以以地面為參考平面地面為參考平面。2222112121mvmghmvmgh21212)(2
13、vhhgvsm /20211121mvmghE222221mvmghE9 9、如圖為翻滾過山車示意圖，圓軌道的半、如圖為翻滾過山車示意圖，圓軌道的半徑為徑為10m10m，為了安全，則過山車由靜止開，為了安全，則過山車由靜止開始向下運動時離地至少多高？（不考慮空氣始向下運動時離地至少多高？（不考慮空氣阻力和摩擦阻力）阻力和摩擦阻力）例與練例與練hBA以以地面為參考平面地面為參考平面。2212BmvRmgmghRmvmgB2mgRmvB21212mRRh252121010、如圖所示，輕質彈簧的一端與墻相連，、如圖所示，輕質彈簧的一端與墻相連，質量為質量為2kg2kg的小球以的小球以5m/s5m/s
14、的速度沿光滑水的速度沿光滑水平面運動并壓縮彈簧，則彈簧的最大彈性勢平面運動并壓縮彈簧，則彈簧的最大彈性勢能為能為_J_J，當小球的速度為，當小球的速度為2m/s2m/s時，彈簧時，彈簧的彈性勢能為的彈性勢能為_J_J。 例與練例與練v0JmvEpm252120pEmvmv2202121JmvmvEp212121220（思考題）（思考題）如圖所示，物體如圖所示，物體A A、B B用繩子連接穿過定滑輪，已知用繩子連接穿過定滑輪，已知mmA A=2=2mmB B, , 繩子的質量不計，忽繩子的質量不計，忽略一切摩擦，此時物體略一切摩擦，此時物體A A、B B距距地面高度均為地面高度均為HH，釋放，釋
15、放A A，求當，求當物體物體A A剛到達地面時的速度多大？剛到達地面時的速度多大？（設物體（設物體B B到滑輪的距離大于到滑輪的距離大于HH）例與練例與練例與練例與練對對A A：mmA Ag gmmB Bg gA A機械能不守恒機械能不守恒F F對對B B：F FB B機械能不守恒機械能不守恒對對A A、B B整體，拉力整體，拉力F F做功代數(shù)和做功代數(shù)和為零，為零，所以所以A A、B B整體機械能守恒。整體機械能守恒。HmgmvmvmgHmgH22122122232gHv 拉力拉力F F做負功，做負功，拉力拉力F F做正功，做正功，以以地面為參考平面地面為參考平面。（思考題）（思考題）一輛小車靜止在光滑的水平面上，一輛小車靜止在光滑的水平面上，小車立柱上固定一條長為小車立柱上固定一條長為L L，拴有小球的細，拴有小球的細繩繩. .小球由與懸點在同一水平面處釋放小球由與懸點在同一水平面處釋放. .如下如下圖所示，小球在擺動的過程中，不計空氣阻圖所示，小球在擺動的過程中，不計空氣阻力，則下列說法中正確的是（）力，則下列說法中正確的是（）A A、小球的機械能守恒、小球的機械能守恒B B、小車的機械能守恒、小車的機械能守恒C C、小球和小車的總機械能守恒、小球和小車的總機械能守恒DD、小球和小車的總機械能不守恒、小球和小車的總機械能不守恒例與練例與練
高一物理必修2 機械能守恒定律及其應用
