8.4機械能守恒定律

學習目標：1、追尋守恒量；2、動能與勢能的相互轉化；3、機械能守恒的條件；4、機械能守恒定律的內容及應用；5、功能關系的理解與應用。上節(jié)內容機械能守恒定律：在只有重力或彈簧彈力做功的物體系統(tǒng)內（或者說除重力及彈簧彈力做功以外其它力做功的代數(shù)和為零），動能和勢能相互轉化，系統(tǒng)總的機械能也保持不變。必須說明零勢能面不需要說明零勢能面（與動能定理類似）相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢能。物體由于運動而具有的能量叫做動能。動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。碰鼻實驗

把重球拉至鼻尖由靜止釋放，小球來回擺動，重球會碰到鼻子嗎？問題1、此過程涉及哪些能量的相互轉化呢？2、是通過哪些力做功來完成轉化的呢？3、用桿擋在靠近繩子結點下方某位置，小球還能達到原來的高度嗎？為什么？重力勢能動能重力做功機械能守恒定律

重力勢能、彈性勢能與動能之間具有密切的聯(lián)系，我們把它們統(tǒng)稱為機械能注：1、相對性2、系統(tǒng)性機械能定義：由于機械運動而存在的能量，是動能、勢能的統(tǒng)稱。表達式：標量只有大小，沒有方向相對性：機械能的數(shù)值與參考面的選取有關。ABC單擺擺動過程中動能和勢能的變化情況:A-B，重力做

，動能

，重力勢能

；B-C，重力做

，動能

，重力勢能

；正功增加減少負功減少增加A-O，彈力做

功，彈性勢能

動能

；O-B，彈力做

功，彈性勢能

動能

；彈簧的過程中動能和勢能的變化情況：ABo正功減少增加負功增加減少證明小球能到達等高的位置小球在光滑的斜面A上從高為h處由靜止?jié)L下，滾上另一光滑的斜面B，速度變?yōu)榱銜r的高度為h'，試證明：h=h'如果減小斜面B的傾角呢？證明：在斜面A上：a＝gsinαh＝x

sinα在斜面B上：a'＝－gsinβh'＝x'sinβ結論：h=h'，且與β角的大小無關。ABhh'αβ動能與重力勢能的相互轉化物體沿光滑的斜面滑下時，重力對物體做正功，物體的重力勢能減少，但物體的動能卻增加了。這說明動能和重力勢能之間可以相互轉化。ABhh'αβ課堂合作探究B-C：在這個過程中，這時重力對物體做負功，物體的速度減小，表示物體的動能減少了。但由于物體的高度增加，它的重力勢能增加了。這說明，物體的動能轉化成了重力勢能。結論:物體的動能和重力勢能可以相互轉化。1.重力勢能與動能相互轉化ACB知識點二：動能與勢能的相互轉化課堂合作探究動能與勢能之間可以互相轉化1、重力勢能和動能之間可以互相轉化，有重力做功。2、彈性勢能和動能之間可以互相轉化，有彈力做功。3、重力勢能和彈性勢能之間可以互相轉化，有重力和彈力做功。知識點二：動能與勢能的相互轉化h2h1v2h1h2Δhv1情景一：落體運動（選地面為參考面）只有重力作功的情況下，物體的機械能總量保持不變。機械能守恒定律在只有彈簧彈力做功的物體和彈簧系統(tǒng)內，動能和彈性勢能相互轉化，且機械能的總量保持不變。在光滑水平面上，設彈簧被壓縮x1時彈性勢能為EP1，動能為EK1,設彈簧被壓縮x2時彈性勢能為EP2，動能為EK2情景三：彈簧彈力做功由動能定理：機械能守恒定律平拋和斜拋運動質量m＝50kg的跳水運動員從距水面高h＝10m的跳臺上以v0＝5m/s的速度斜向上起跳，最終落入水中，若忽略運動員的身高，取g＝10m/s2，不計空氣阻力．求：(1)運動員在跳臺上時具有的重力勢能(以水面為零勢能參考平面)；(2)運動員起跳時的動能；(3)運動員入水時的速度大?。畽C械能守恒判斷機械能守恒概念、下列關于物體機械能守恒的說法中，正確的是（）A.做勻速直線運動的物體機械能一定守恒B.合外力對物體不做功，物體的機械能一定守恒C.物體只發(fā)生動能與勢能的相互轉化時，物體的機械能守恒D.運動的物體，若受合外力為零，則其機械能一定守恒E.做勻變速運動的物體的機械能不可能守恒C小結1.單物體其次，若機械能守恒，可使用機械能守恒定律：初態(tài)機械能=末態(tài)機械能動能改變量=勢能改變量優(yōu)先使用