1、课前学习重力所做的功与重力势能的关系为WG=EP1-EP2弹力所做的功与弹性势能的关系为WF=EP1-EP2机械能守恒定律探究实验1:利用DISlab研究机械能守恒定律仪器,使小物体从某一高度释放,让小物体摆动,通过实验观察,小物体摆到最高处时的位置有何特点?将该实验简化(不计阻力),如图所示。在从A到O过程中任选一位置B,从A到B过程中,物体能量如何转化?重力势能转化为动能ACOB物体重力势能的减少量EPA-EPB和动能的增加量EkB-EkA如何计算?EPA-EPB=WGWG=EkB-EkA(动能定理)EPA-EPB=EkB-EkAEPA+EkA=EPB+EkB机械能在物理学中,把物体的势能
2、和动能统称为机械能。其中,势能包括重力势能和弹性势能类比A到O的运动过程分析,请同学们分组讨论。(限时2分钟)(提示:在O到C过程中任选一位置D,研究O和D的机械能是否相等)ACO从O到C程中,物体机械能是否能保持不变?D只有重力做功的情况下,动能和重力势能相互转化,而重力势能和动能之和保持不变,即机械能保持不变。探究实验2:使水平弹簧振子振动,观察振动过程。弹簧振子在最远处时位置有何特点?类比重力做功情况下的分析过程,分组讨论弹性势能和动能组成的机械能是否不变?(限时2分钟)(A和A是运动过程中任意两个位置)只有弹力做功时,弹性势能和动能组成的机械能保持不变。机械能守恒定律在只有重力或弹力做
3、功的系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。这叫做机械能守恒定律。机械能守恒条件自由落体运动的小球机械能是否守恒?物体A将弹簧压缩的过程中,A机械能是否守恒?理解:只有重力和系统内弹力作用,没有其他力作用机械能守恒条件如左图所示,A置于光滑水平面,A固定不动,物体B沿光滑斜面下滑,物体B机械能是否守恒?理解:有重力、弹力以外的力作用,但这些力不做功如右图所示,物体置于光滑水平面向左运动,物体的机械能是否守恒?机械能守恒条件不计任何阻力时A加速下落,B加速上升过程中,A、B的机械能是否守恒?理解:有重力弹力以外的力做功,但这些力做功的代数和为零机械能守恒条件只有重力或弹力做功只有重
4、力和系统内弹力作用,没有其他力作用有重力弹力以外的力作用但这些力不做功有重力弹力以外的力做功,但这些力做功的代数和为零机械能守恒定律表达式(1)从守恒的角度:系统的初、末两状态机械能守恒或E1=E2 需规定参考平面(2)从转化的角度:系统动能增加等于势能的减少Ek=-Ep(3)从转移的角度:系统由A、B两个物体构成时,A的机械能的增量等于B的机械能的减少量不需要规定参考平面 EA=EB 不需要规定参考平面即:EP1+EK1=EP2+EK2例2.以初速度为v0从地面竖直向上抛出一物体,不计空气阻力,物体升到某一高度时,其重力势能恰好为动能的2倍,选地面为参考平面,此高度为多少?物理联系生活想一想生活中有哪些机械能守恒的事例?