第四节 机械能守恒定律
学 习 目 标 1、能够分析动能和势能之间的相互转化问题、 2。能够推导机械能守恒定律、 3、会依照机械能守恒的条件判断机械能是否守恒、(重点) 4、能运用机械能守恒定律解决有关问题,并领会运用机械能守恒定律解决问题的优越性、(重点、难点) 动 能、势 能 的 相 互 转 化 错误! 知 识 脉 络 1、动能与重力势能间的转化
只有重力做功时,若重力做正功,则重力势能转化为动能,若重力做负功,则动能转化为重力势能,转化过程中,动能与重力势能之和保持不变。
2、动能与弹性势能间的转化
被压缩的弹簧把物体弹出去,射箭时绷紧的弦把箭弹出去,这些过程都是弹力做正功,弹性势能转化为动能、
3、机械能
动能、势能(包括重力势能和弹性势能)统称为机械能,在重力或弹力做功时,不同形式的机械能能够发生相互转化。
[再判断］
１、物体自由下落时,重力做正功,物体的动能和重力势能都增加、(×) 2、射箭时将弹性势能转化为动能、(√)
3。通过重力或弹力做功,机械能能够转化为非机械能、(×)
错误!
图４。4。１
毛泽东的诗词中曾写到“一代天骄,成吉思汗,只识弯弓射大雕”、试分析成吉思汗在弯弓射雕过程中,涉及机械能中哪些能量之间的转化?
【提示】 箭被射出过程中,弹性势能转化为箭的动能;箭上升过程中,动能向
重力势能转化;下落过程中,重力势能又向动能转化、
［合作探讨]
如图4。4。2所示,过山车由高处在关闭发动机的情况下飞奔而下、(忽略轨道的阻力和其他阻力)
图4、４。2
探讨1:过山车受哪些力作用?各做什么功?
【提示】 忽略阻力,过山车受重力和轨道支持力作用、重力做正功,支持力不做功。
探讨2:过山车下滑时,动能和势能如何变化？两种能的和不变不？
【提示】 过山车下滑时,动能增加,重力势能减少、忽略阻力时,两种能的和保持不变、
[核心点击]
１。重力势能、弹性势能、动能统称为机械能。通过重力或弹力做功,机械能能够从一种形式转化为另一种形式、
2、重力做功只能引起重力势能和动能之间的转化,例如重力做负功,重力势能增加,动能减少。
3、弹力做功只能引起弹性势能和动能之间的转化,例如弹力做正功,弹性势能减少,动能增加、
１、(多选)一物体在做自由落体运动过程中,重力做了２ J的功,则( ) A、该物体重力势能减少2 J Ｂ、该物体重力势能增加２ Ｊ Ｃ。该物体动能减少2 Ｊ D、该物体动能增加2 J
【解析】 在自由下落过程中,重力做了2 J的功,重力势能减少2 J、通过重力做功,重力势能转化为动能,则物体动能增加了2 J,故Ａ、D正确,B、Ｃ错误、
【答案】 AD
2、(多选)如图4、4。3所示,一固定斜面倾角为30°,一质量为m的小物块自
斜面底端以一定的初速度,沿斜面向上做匀减速运动,加速度的大小等于重力加速度的大小g。若物块上升的最大高度为Ｈ,则此过程中,物块的( )
图4。4。3
Ａ。动能损失了２mｇH Ｂ、动能损失了mｇＨ C、机械能损失了mｇH D、机械能损失了
1
mｇH ２
【解析】 小物块向上做匀减速直线运动,合外力沿斜面向下,由牛顿第二定律mgH得F合=ｍa=mg,依照动能定理,损失的动能等于F合s＝=2mgH,A对,B
sｉn ３0°错;小物块在向上运动过程中,重力势能增加了mgH,而动能减少了2mｇＨ,故机械能损失了mgH,C对,D错、
【答案】 ＡＣ
３、如图4。４。4所示,静止的物体沿不同的光滑轨道由同一位置滑到水平桌面上,轨道高度为H,桌面距地面高为ｈ,物体质量为ｍ,重力加速度为g,则以下说法正确的是( )
图4、4、4
A、物体沿竖直轨道下滑到桌面上,重力势能减少最少 B。物体沿曲线轨道下滑到桌面上,重力势能减少最多 C、以桌面为参考平面,物体重力势能减少mｇH D、以地面为参考平面,物体重力势能减少mｇ(H＋h)
【解析】 重力做功与路径无关,物体滑到桌面上,重力做功为mｇH,物体的重力势能减少ｍgH,A、B、D错误,C正确、
【答案】 C
对机械能的理解
1、机械能包括重力势能、弹性势能和动能、
2、不同能量之间的转化对应不同的力做功,例如重力做功只引起重力势能和
第4章 第4节 机械能守恒定律
