只有重力对物体做功的理想情况。
1.只有重力对物体做功时物体的机械能
问题:质量为m的物体自由下落过程中,经过高度几处速度为此,下落至高度h2。处速度为v2,不计空气阻力,分析由h1下落到h2过程中机械能的变化(引导学生思考分析)。
分析:根据动能定理,有
下落过程中重力对物体做功,重力做功在数值上等于物体
重力势能的变化量。取地面为参考平面,有
由以上两式可以得到
引导学生分析上面式子所反映的物理意义,井小结:下落过程中,物体重力势能转化为
动能,此过程中物体的机械能总量不变。
指出问题:上述结论是否具有普遍意义呢?作为课后作业,请同学们课后进一步分析物
体做平抛和竖直上抛运动时的情况。
明确:可以证明,在只有重力做功的情况下,物体动能和势能可以相互转化,而机械能
总量保持不变。
提出问题:在只有弹簧弹力做功时,物体的机械能是否变化呢?
2.弹簧和物体组成的系统的机械能
以弹簧振子为例(未讲振动,不必给出弹簧振子名称,只需讲清系统特点即可),简要分析系统势能与动能的转化。
明确:进一步定量研究可以证明,在只有弹簧弹力做功条件下,物体的动能与势能可以
相互转化,物体的机械能总量不变。