复习2能量守恒.pptx

一、一、考纲解读考纲解读1 1、重力做功和重力势能、重力做功和重力势能2 2、理解机械能守恒定律，能分析有关的问题、理解机械能守恒定律，能分析有关的问题重力势能重力势能：由物体所处由物体所处位置的高度决定的能量位置的高度决定的能量 E Ep p=mgh=mgh弹性势能弹性势能：E Ep p=kx=kx2 2/2/2 ：物体由于运动而具有的能量物体由于运动而具有的能量 E Ek k=mv=mv2 2/2/2势能势能 E Ep p机械能机械能E E动能动能 E Ek k 1 1、什么是机械能守恒定律？、什么是机械能守恒定律？2 2、机械能守恒的条件是什么？、机械能守恒的条件是什么？二、机械能守恒的条件：二、机械能守恒的条件：、只有重力（和系统内弹簧的弹力）做功；、只有重力（和系统内弹簧的弹力）做功；、只发生动能和势能的相互转化；、只发生动能和势能的相互转化；以上两条件必须同时满足，机械能才守恒。以上两条件必须同时满足，机械能才守恒。一、机械能守恒定律一、机械能守恒定律在只有重力（和系统内弹簧的弹力）做功在只有重力（和系统内弹簧的弹力）做功的情形下，物体的动能和重力势能（及弹的情形下，物体的动能和重力势能（及弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变保持不变.这个结论叫做这个结论叫做机械能守恒定律机械能守恒定律。守恒条件守恒条件：只发生动能和势能的相互转化：只发生动能和势能的相互转化若物体系内各物体所受的所有力都不做功，系统若物体系内各物体所受的所有力都不做功，系统内各物体的动能、势能都不变化，即不发生相互内各物体的动能、势能都不变化，即不发生相互转化，这是机械能守恒的一个特例。转化，这是机械能守恒的一个特例。用绳子系着一个小球，使小球在光滑水平面做匀用绳子系着一个小球，使小球在光滑水平面做匀速圆周运动速圆周运动三、机械能守恒的判断方法三、机械能守恒的判断方法1 1、物体仅受重力和万有引力（或弹簧的弹力）、物体仅受重力和万有引力（或弹簧的弹力）2 2、物体受重力以外的其它力，但其它力不做功、物体受重力以外的其它力，但其它力不做功3 3、重力以外的其它力做了功，但总功为零，、重力以外的其它力做了功，但总功为零，即机械能总量不变即机械能总量不变如：自由落体、抛体运动、天体运动如：自由落体、抛体运动、天体运动如：圆周运动的向心力、如：圆周运动的向心力、绳子拉着的小球在光绳子拉着的小球在光滑水平面做匀速圆周运动滑水平面做匀速圆周运动如：如：物体在粗糙的水平面上做匀速直线运动物体在粗糙的水平面上做匀速直线运动例例1、判断以下运动过程机械能是否守恒、判断以下运动过程机械能是否守恒（忽略空气阻力）（忽略空气阻力）A A、物体做自由落体运动物体做自由落体运动B B、铅球运动员抛出的铅球从抛出到落地前铅球运动员抛出的铅球从抛出到落地前C C、物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端D D、用绳子系着一个小球，使小球在光滑水平面用绳子系着一个小球，使小球在光滑水平面 做匀速圆周运动做匀速圆周运动E E、用力拉着物体在粗糙的水平面上做匀速直线用力拉着物体在粗糙的水平面上做匀速直线 运动运动F F、电梯匀速上升电梯匀速上升G G、降落伞匀速飘落降落伞匀速飘落物体仅受重力物体仅受重力物体受其它力，但不做功物体受其它力，但不做功重力以外的其它力做了功，但重力以外的其它力做了功，但总功为零。即机械能总量不变总功为零。即机械能总量不变其它力做了功，且其它力的其它力做了功，且其它力的总功不为零总功不为零例例2 2、关于机械能守恒的条件，正确的是关于机械能守恒的条件，正确的是A A、物体所受合外力为零，机械能一定守恒物体所受合外力为零，机械能一定守恒B B、某一物体所受合外力的总功为零，该物体的某一物体所受合外力的总功为零，该物体的机械能一定守恒机械能一定守恒C C、只有重力对物体做功，则该物体机械能守恒只有重力对物体做功，则该物体机械能守恒D D、物体只受重力作用，则该物体的机械能守恒物体只受重力作用，则该物体的机械能守恒1 1、定定律律“只只有有重重力力做做功功”不不等等于于“只只受受重重力力作作用用”。在在运运动动过过程程中中，物物体体可可以以受受其其它它力力的的作作用用，只只要要这这些些力力不不做做功功，或或其其它它力力所所做做功功的的代代数数和和为为零，就可以认为是零，就可以认为是“只有重力做功只有重力做功”。2 2、物物体体只只受受重重力力作作用用，则则该该物物体体机机械械能能守守恒恒，但物体的机械能守恒，则不一定只受重力作用但物体的机械能守恒，则不一定只受重力作用例例3 3、一一颗颗人人造造卫卫星星原原来来的的半半径径为为r r1 1的的圆圆形形轨轨道道上上绕绕地地球球运运行行，后后来来转转移移到到半半径径r r2 2 的的圆圆形形轨轨道道上上绕绕地地球球运运行行，r r1 1rr2 2.对对于于卫卫星星与与地地球球组组成成的的系系统统而言，下列各量中增大的是：而言，下列各量中增大的是：A A、动能、动能B B、势能、势能C C、机械能、机械能D D、卫星的周期、卫星的周期 A A四、应用机械能守恒定律解题的基本步骤：四、应用机械能守恒定律解题的基本步骤：、根据题意，、根据题意，选取研究对象选取研究对象（物体或系统）（物体或系统）、明明确确研研究究对对象象的的运运动动过过程程，分分析析对对象象在在过过程程中中的的受受力力情情况况，弄弄清清各各力力做做功功情情况况，判判断断是是否否符符合机械能合机械能守恒守恒的条件的条件、恰恰当当选选取取参参考考平平面面，确确定定研研究究对对象象在在过过程程的的初初状态和状态和末末状态的状态的机械能机械能（包括动能和重力势能）（包括动能和重力势能）、根据机械能守恒定律、根据机械能守恒定律列方程列方程，进行求解，进行求解.、检查检查答案的合理性答案的合理性例例4 4、在校运动会上，一个同学身高在校运动会上，一个同学身高1.8m1.8m，他参，他参加跳高比赛，起跳后身体刚好横着越过了加跳高比赛，起跳后身体刚好横着越过了1.8m1.8m的的横杆，据此可以计算他起跳时竖直向上的速度大横杆，据此可以计算他起跳时竖直向上的速度大约为（约为（g=10m/sg=10m/s2 2）A A、2m/s B2m/s B、4m/s C4m/s C、6m/s D6m/s D、8m/s8m/s B B五、能量转化和守恒定律五、能量转化和守恒定律能量既不会凭空产生能量既不会凭空产生,也不会凭空也不会凭空消失消失,它只能从一种形式转化为另一种它只能从一种形式转化为另一种形式形式,或者从一个物体转移到另一个物或者从一个物体转移到另一个物体体,在转化和转移的过程中在转化和转移的过程中,能量的总能量的总量保持不变量保持不变表达形式表达形式数学表达式数学表达式动能定理动能定理W W合合=W=W1 1+W+W2 2+=E=EK K功能原理功能原理W WF F=E=EK K+E+EP P=E=E机械能守恒定律机械能守恒定律E=0 EE=0 EK K+E+EP P=0=0电功电功W=qU=UItW=qU=UIt焦耳定律焦耳定律Q=IQ=I2 2RtRt闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律It=IIt=I2 2（R+rR+r）t=qU+It=qU+I2 2 rt rt 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律E E电电 =W=W克安克安爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程E EKmKm=h-W=h-W玻尔假设玻尔假设h=Eh=E2 2-E-E1 1质能方程质能方程E=m cE=m c2 2 E=m c E=m c2 2变压器变压器P P 出出=P=P入入例例5 5、如图，质量为、如图，质量为M M，长为，长为L L的木板（端点为的木板（端点为A A、B B，中点为，中点为O O）在光滑水平面上以）在光滑水平面上以v v0 0的水平速度向的水平速度向右运动，把质量为右运动，把质量为m m、长度可忽略的小木块置于、长度可忽略的小木块置于B B端（对地初速度为端（对地初速度为0 0），它与木板间的动摩擦因），它与木板间的动摩擦因数为数为，问，问v v0 0在什么范围内才能使小木块停在在什么范围内才能使小木块停在O O、A A之间？之间？解析：设木块、木板相对解析：设木块、木板相对静止时速度为静止时速度为 v v，木块与木板相互作用过程中合，木块与木板相互作用过程中合外力为零，由动量守恒：则外力为零，由动量守恒：则 (M M+m m)v v=MvMv0 0 由能量守恒定律得：由能量守恒定律得：本题是考查运用能量守恒定律解决问题，因为有本题是考查运用能量守恒定律解决问题，因为有滑动摩擦力做功就有一部分机械能转化为内能。滑动摩擦力做功就有一部分机械能转化为内能。在两个接触面上因相对滑动而产生的热量，在两个接触面上因相对滑动而产生的热量，其中其中f滑滑为滑动摩擦力，为滑动摩擦力，S相对相对为接触物的相对路程。为接触物的相对路程。点拨点拨：只要有滑动摩擦力做功就有一部分机械能只要有滑动摩擦力做功就有一部分机械能转化为内能转化为内能Q五、归纳：五、归纳：一个定律一个定律两个条件两个条件三种判断三种判断四个能量四个能量五个步骤五个步骤、只有重力（系统内弹簧的弹力）做功、只有重力（系统内弹簧的弹力）做功、只发生动能和势能的相互转化；、只发生动能和势能的相互转化；、仅受重力（或弹力）、仅受重力（或弹力）、受其它力，但其它力不做功、受其它力，但其它力不做功、其它力做功，但其它力的总功为零、其它力做功，但其它力的总功为零E EK K初初、E EK K末末、E EP P初初、E EP P末末、选取研究对象（物体或、选取研究对象（物体或系统系统）、判断是否守恒、判断是否守恒、明确运动过程初、末状态的能量、明确运动过程初、末状态的能量、列方程求解、列方程求解、检查答案的合理性、检查答案的合理性机械能守恒定律机械能守恒定律4初状态的机械能初状态的机械能等于等于末状态的机械能末状态的机械能势能的减少量势能的减少量等于等于动能的增加量动能的增加量末态的末态的机械能机械能初态的初态的机械能机械能动能的动能的增加量增加量重力重力势能势能的减少量的减少量机械能守恒机械能守恒机械能守恒机械能守恒两种表达式的比较：两种表达式的比较：小结对对机械能守恒机械能守恒的进一步理解的进一步理解1 1、机械能守恒定律的研究对象一定是系统机械能守恒定律的研究对象一定是系统，至，至少包括地球在内。少包括地球在内。通常我们说通常我们说“小球的机械能守恒小球的机械能守恒”其实一定也其实一定也就包括地球在内，因为重力势能就是小球和地球就包括地球在内，因为重力势能就是小球和地球所共有的。所共有的。另外小球的动能中所用的另外小球的动能中所用的v v，也是相对于地面，也是相对于地面的速度。的速度。返1返22 2、机械能守恒的关键：、机械能守恒的关键：只有重力或弹力做功只有重力或弹力做功；在具体判断机械能是否守恒时，一般从以下两在具体判断机械能是否守恒时，一般从以下两方面考虑：方面考虑：对于某个物体对于某个物体，若只有重力做功，而其他力，若只有重力做功，而其他力不做功，则该物体的机械能守恒不做功，则该物体的机械能守恒.对于由两个或两个以上物体对于由两个或两个以上物体(包括弹簧在内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，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部没有机械能与其他形式能的转化系统的机械能就守恒就守恒.对对机械能守恒机械能守恒的进一步理解的进一步理解3 3、当当重重力力以以外外的的力力不不做做功功，物物体体（或或系系统统）的的机机械械能守恒。能守恒。当当重重力力以以外外的的力力做做功功不不为为零零时时，物物体体（或或系系统统）的的机机械械能能要要发发生生改改变变.重重力力以以外外的的力力做做正正功功，物物体体（或或系系统统）的的机机械械能能增增加加，重重力力以以外外的的力力做做负负功功，物体（或系统）的机械能减少。物体（或系统）的机械能减少。2 2、“只只有有重重力力做做功功”不不等等于于“只只受受重重力力作作用用”。在在运运动动过过程程中中，物物体体可可以以受受其其它它力力的的作作用用，只只要要这这些些力力不不做做功功，或或其其它它力力所所做做功功的的代代数数和和为为零零，就就可可以以认为是认为是“只有重力做功只有重力做功”。1 1、物体只受重力作用，则该物体机械能守恒物体只受重力作用，则该物体机械能守恒，但物体的机械能守恒，则不一定只受重力作用但物体的机械能守恒，则不一定只受重力作用对对机械能守恒机械能守恒的进一步理解的进一步理解1.1.重力所做的功等于重力势能的减少重力所做的功等于重力势能的减少2.2.电场力所做的功等于电势能的减少电场力所做的功等于电势能的减少3.3.弹簧的弹力所做的功等于弹性势能的减少弹簧的弹力所做的功等于弹性势能的减少4.4.合外力所做的功等于动能的增加合外力所做的功等于动能的增加5.5.只有重力和弹簧的弹力做功，机械能守恒只有重力和弹簧的弹力做功，机械能守恒6.6.重力和弹簧的弹力以外的力所做的功等于重力和弹簧的弹力以外的力所做的功等于 机械能的变化量机械能的变化量7.7.克服安培力所做的功等于感应电能的增加克服安培力所做的功等于感应电能的增加8.8.克服一对滑动摩擦力所做的净功等于机械克服一对滑动摩擦力所做的净功等于机械 能的减少能的减少9.9.只要有滑动摩擦力做功就有一部分机械能转只要有滑动摩擦力做功就有一部分机械能转化为内能化为内能Q=fSQ=fS相对相对功能关系功能关系功是能量转化的量度功是能量转化的量度1 12 23 31 12 23 3