4.机械能守恒定律
1.了解伽利略追寻守恒量的过程,认识“能量”概念的引入。
2.知道什么是机械能,知道物体的动能和势能可以相互转化。
3.能够根据动能定理、重力做功与重力势能变化的关系,推导出机械能守恒定律。
4.会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒,能运用机械能守恒定律解决有关问题。
1.追寻守恒量
释放小球时,重力使小球滚下斜面A;在斜面的底部,小球由于惯性而滚上斜面B。
如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略,小球必将准确地终止于它开始运动时的高度,不会更高一点,也不会更低一点。这说明某种“东西”在小球运动的过程中是不变的。
2.动能与势能的相互转化
(1)重力势能与动能的转化:只有重力做功时,若重力对物体做正功,则物体的重力势能减少,动能增加,物体的重力势能转化成了动能;若重力对物体做负功,则物体的重力势能增加,动能减少,物体的动能转化为重力势能。
(2)弹性势能与动能的转化:只有弹簧弹力做功时,若弹力对物体做正功,则弹簧的弹性势能减少,物体的动能增加,弹簧的弹性势能转化为物体的动能;若弹力对物体做负功,则弹簧的弹性势能增加,物体的动能减少,物体的动能转化为弹簧的弹性势能。
(3)机械能:重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式,统称为机械能。表达式为E=Ek+Ep。通过重力或弹力做功,机械能可以从一种形式转化为另一种形式。
3.机械能守恒定律
(1)内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持不变。
(2)机械能守恒的条件:只有重力或弹力做功。
(3)表达式:Ek2+Ep2=Ek1+Ep1,即E2=E1。
判一判
(1)合力为零,物体的机械能一定守恒。( )
(2)合力做功为零,物体的机械能一定守恒。( )
(3)只有重力做功,物体的机械能一定守恒。( )
提示:(1)×
(2)× 合力为零或合力做功为零,物体的机械能都不一定守恒,如物体沿斜面匀速下滑时,物体的机械能减少。
(3)√ 机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功。