4.2 研究机械能守恒定律
1.知道机械能守恒的条件,掌握机械能守恒定律.(重点) 2.学会验证机械能守恒的实验方法.
3.从理论分析和理论推导机械能守恒定律.(难点) 4.应用机械能守恒定律解决基本问题.
一、什么是机械能
1.定义:物体的动能与势能之和称为机械能.
2.表达式:E=Ek+Ep.
二、研究机械能守恒定律
1.重力势能可以转化为动能:打桩机重锤在下落过程中,重力对重锤做正功,重锤的重力势能减少.在这个过程中,重锤的速度增加了,表示重锤的动能增加了.这说明,重锤原来具有的重力势能转化成了动能.
2.动能也可以转化为重力势能:原来具有一定速度的物体,由于惯性在空中竖直上升或沿光滑斜面上升,这时重力做负功,物体的速度减小,表示物体的动能减小了.但这时物体的高度增加,表示它的重力势能增加了.这说明,物体原来具有的动能转化成了重力势能.
3.弹性势能与动能之间也能相互转化:不仅重力势能可以与动能相互转化,弹性势能也可以与动能相互转化.被压缩的弹簧具有弹性势能,当弹簧恢复原来形状时,就把跟它接触的物体弹出去.这一过程中,弹力做功,弹簧的弹性势能减小,而物体得到一定的速度,动能增加.
4.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.即
E=Ek+Ep=恒量.
(2)适用条件:只有重力做功或系统内弹力做功.
(3)表达式:ΔEk=ΔEp或Ek1+Ep1=Ek2+Ep2.