粤教2003课标版《第04节机械能守恒定律》精品PPT课件优质课下载

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重力势能

动能与势能的相互转化

从上面的讨论可以看到，重力势能、弹性势能与动能之间具有密切的联系，我们把它们统称为机械能。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。

我们讨论物体只受重力的情况，如自由落体运动或各种抛体运动；或者虽受其他力，但其他力并不做功，如物体沿图7.8-3所示光滑曲面滑下的情形。一句话，在我们所研究的情形里，只有重力做功。

一物体沿光滑的曲面下滑，在某一位置A，它的动能是 Ek1，重力势能为 Ep1，总机械能是

E1= Ek1 + Ep1 。

经过一段时间后，物体运动到

另一位置B，它的动能Ek2，重

力势能为 Ep2 ，总机械能是

E2= Ek2+ Ep2 。

可见，在只有重力做功的物体系统内，动能与重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。

同样可以证明，在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变。

把一个小球用细线悬挂

起来，就成为一个摆（图

7.8-5），摆长为L，最大

偏角为θ。如果阻力可以

忽略，小球运动到最低位

置时的速度是多大？

从这个例题可以看出，应用机械能守恒定律解决问题，只需考虑运动的初状态和末状态，不必考虑两个状态间过程的细节。如果直接用牛顿定律解决问题，需要分析过程中各种力的作用，而这些力又往往在变化着，因此一些难于用牛顿定律解决的问题，应用机械能守恒定律则易于解决。

一个小球在真空中自由下落，另一个同样的小球在黏性较大的液体中由静止开始下落。它们都由高度为h1的地方下落到高度为h2的地方。在这两种情况下，重力做的功相等吗？重力势能的变化相等吗？动能的变化相等吗？重力势能各转化成什么形式的能？

动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。

重力势能是物体和地球组成的系统所共有，它的值是相对于选定的参考平面而言。

1. 机械能：

2. 机械能守恒定律：

在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变，表达式为