高三物理总复*课件(鲁科版)4.3机械能守恒定律及其应用

发布于:2021-07-19 12:00:44

第三节 机械能守恒定律及其应用 基础知识梳理 一、重力势能 1.定义:物体的重力势能等于它所受____ 重力与 __________ 所处高度 的乘积. 2.表达式:Ep=______. mgh 3.矢标性:重力势能是_______ 标量 ,但有正、负, 其意义是表示物体的重力势能比它在_________ 参考*面 上大还是小,这与功的正、负的物理意义不同. 4.特点 (1)系统性:重力势能是______ 物体 和_____ 地球 共有的. 参考*面 的选取 (2)相对性:重力势能的大小与_________ 有关.重力势能的变化是_____ 绝对 的,与参考*面 无关. 的选取________ 5.重力做功与重力势能变化的关系 重力做正功时,重力势能______ 减小 ;重力做负功时, 重力势能______ 增加 ;重力做多少正(负)功,重力势 -ΔEp 能就____________ 减小(增加) 多少,即WG=_______. 思考感悟 1.势能是标量,但是势能有正负,势能的正负 表示什么含义?和我们前面所学的功的正负的含 义相同吗? 提示:1.由于势能是标量,其正负表示大小,即 势能为正,说明物体在零势能面的上方,重力势 能大于零;势能为负,说明物体在零势能面的下 方,重力势能小于零.不同的物理量的正负有着 不同的物理意义,如前面功的正负表示做功的性 质,速度、加速度等矢量的正负表示方向. 二、弹性势能 1.定义:物体由于发生__________ 弹性形变 而具有的能. 2.大小:弹性势能的大小与_______ 形变量 及________ 劲度系数 有关,弹簧的形变量_____ 越大 ,劲度系数_____ 越大 ,弹 簧的弹性势能越大. 3.弹力做功与弹性势能变化的关系 弹力做正功,弹性势能_____ 减小 ;弹力做负功,弹 性势能_______ ____, 增加. 即弹簧恢复原长过程中弹力做正功 减小 ,形变量变大的过程中弹力做负 弹性势能______ 增加. 功,弹性势能______ 思考感悟 2.重力势能与弹性势能都具有相对性,二者有 何区别? 提示:2.物体弹性形变为零时,对应弹性势能为 零,而重力势能的零位置与所选的参考*面有关, 具有任意性. 三、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 和_____ 势能 可以相互转化,而机械能的总量 _____ ___________ 保持不变. 2.守恒表达式 观点 守恒观点 转化观点 表达式 E1=E2,Ek1+EE = p1 k2+Ep2 ____________ -ΔEp ΔEk=________ -ΔEB ΔEA=________ 转移观点 课堂互动讲练 一、机械能守恒的条件及其应用 1.机械能守恒条件的理解 机械能守恒的条件是:只有重力或弹力做功.可 以从以下两个方面理解: (1)只受重力作用:物体的机械能守恒,如忽略空 气阻力的抛体运动. (2)受其他力,但其他力不做功,只有重力或弹力 做功,物体的机械能守恒.如物体在光滑曲面上 运动,虽然受重力和曲面的支持力作用,但支持 力不做功. 2.判断机械能守恒的方法 (1)直接判断:利用机械能的定义E机=Ek+Ep. (2)用做功判断:若物体或系统只有重力(或弹簧的 弹力)做功,虽受其他力,但其他力不做功,机械 能守恒. (3)用能量转化来判断:若物体或系统中只有动能 和势能的相互转化而无机械能与其他形式能的转 化,特别是没有摩擦热产生,则物体系统机械能 守恒. (4)对一些绳子突然绷紧、物体间碰撞等,除非题 目特别说明,否则机械能必定不守恒. 名师点睛:机械能守恒的条件是只有重力或弹力 做功,这里的弹力不是任何弹力都行,如果是木 板托着小球向上运动,木板的弹力对小球做功, 机械能不守恒.在高中阶段,这里的弹力往往指 弹簧的弹力. 即时应用 (即时突破,小试牛刀) 1.(2011年北京西城区模拟)图4-3-1所示几种 情况,系统的机械能守恒的是( ) 图 4- 3- 1 ①一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动(图甲) ②运动员在蹦床上越跳越高(图乙) ③图丙中小车上放一木块,小车的左侧有弹簧与 墙壁相连.小车在左右振动时,木块相对于小车 无滑动(车轮与地面间摩擦不计) ④图丙中如果小车振动时,木块相对小车滑动(木 块与小车有摩擦) A.①② C.②④ B.②③ D.①③ 解析:选D.对①而言,仅重力对弹丸做功,机械 能守恒,故①正确;对②而言,运动员不断对自 己做功,机械能增加,故②不正确;对③而言, 能量仅在动能和弹性势能之间转化,机械能守恒; 对④而言,有摩擦生热,故④不正确.故选项D正 确. 二、机械能守恒的应用 1.机械能守恒定律的三种表达形式和用法 (1)E2=E1或Ek1+Ep1=Ek2+Ep2,表示系统在初状 态的机械能等于其末状态的机械能.一般来说, 当始、末状态的机械能的总和相等,运用这种形 式表达时,应选好零势能面,且初、末状态的高 度已知,系统除地球外,只有一个物体时,用这 种表达形式较方便. (2)ΔEp=-ΔEk,表示系统(或物体)机械能守恒时, 系统减少(或增加)的势能等于增加(或减少)的总动 能.应用时,关键在于分清重力势能的增加量和 减少量,可不选零势能面而直接计算初、末状态 的势能差.这种表达式一般用于始末状态的高度 未知,但高度变化已知的情况. (3)ΔEA增=ΔEB减,表示若系统由A、B两部分组成, 则A部分物体机械能的增加量与B部分物体机械能 的减少量相等. 2.应用机械能守恒定律解题的基本步骤 (1)分析题意,明确研究对象; (2)分析研究对象在运动过程中受力情况,弄清楚 物体所受各力做功的情况,判断机械能是否守恒; (3)选取零势能面,确定研究对象在始末状态时的 机械能; (4)根据机械能守恒

相关推荐

最新更新

猜你喜欢