第三部分 机械能守恒定律与能量守恒.doc

第三部分　 机械能守恒定律与能量守恒 知识要点梳理知识点一——势能　　▲知识梳理1．势能　　与相互作用的物体的相对位置有关的能量叫做势能。包括重力势能、弹性势能以及分子势能等。2．重力势能　　（1）由物体所处位置的高度决定的能量称为重力势能，物体的质量越大，高度越高，它的重力势能越大。　　（2）计算公式为，其中h为相对于参考平面的高度我们把重力势能为零的水平面叫做参考平面。由此看出重力势能是相对的。同一物体相对不同的参考平面的重力势能不同，其值可能为正，也可能为负，也可能为零，关键就看我们所选择的参考平面。其正负表示比参考平面高或低，参考平面的选取原则是要使我们所研究的问题达到最简化。　　（3）重力势能是标量。其单位与功的单位相同，国际单位是焦耳（J）。　　（4）重力做功与重力势能的关系可表示为，即重力对物体做了多少正功，物体的重力势能就减少多少；反之，重力做了多少负功，物体的重力势能就增加多少。3．弹性势能　　发生形变的物体，在恢复原状时都能够对外界做功，因而具有能量，这种能量叫做弹性势能。弹性势能的大小跟形变量的大小有关系。弹性势能的表达式是。　　▲疑难导析1．在物体离地面不太高的范围内　　，h为物体重心到零势面的高度。当物体离地很高时，重力加速度变小，　　公式不再适用，而应引入引力势能。2．重力势能是物体和地球组成的系统所共有的。　　平常为叙述方便，只说某物体具有多少重力势能。3．在探究弹性势能表达式的实验中，我们进行了两个猜测　　重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧被拉伸的长度x有关；即使弹簧拉伸的长度x相同，不同弹簧的弹性势能也不会一样，因为不同弹簧的“软硬”并不一样，即劲度系数k不一样，在拉伸长度x相同时，k越大，弹性势能越大。1：如图所示，斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是(　　) A．物体的重力势能减少，动能增加 B．斜面的机械能不变 C．斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功 D．物体和斜面组成的系统机械能守恒 [解析]　物体下滑过程中，由于物体与斜面相互间有垂直于斜面的作用力，使斜面加速运动，斜面的动能增加；物体克服其相互作用力做功，物体的机械能减少，但动能增加，重力势能减少，选项A正确．选项B错误． 物体沿斜面下滑时既沿斜面向下运动，又随斜面向右运动，其合速度方向与弹力方向不垂直，弹力方向垂直于接触面，但与速度方向之间的夹角大于90°，所以斜面对物体的作用力对物体做负功，选项C错误，对物体与斜面组成的系统，仅有重力做功，因此，系统机械能守恒，选项D正确． 综上所述，该题的正确答案为A、D. 知识点二——机械能守恒定律　　▲知识梳理1．机械能　　动能和势能统称为机械能，即。2．机械能守恒定律　　在只有重力（和系统内弹簧弹力）做功的情形下，动能和重力势能（及弹性势能）发生相互转化，而总的机械能保持不变。3．判断机械能守恒的方法一般有两种　　（1）根据机械能守恒的条件判断。分析物体系统所受的力，判断重力以外的力（不管是系统内部物体间的力还是系统外部其它物体施加给系统内物体的力）是否对物体做功，如果重力以外的力对物体系统做了功，则物体系统的机械能不守恒，否则，机械能守恒。　　（2）根据能量的转化判断。对于一个物体系统，分析是否只存在动能和重力势能（或弹性势能）的相互转化。如果只存在动能和重力势能（或弹性势能）的相互转化，而不存在机械能和其它形式的能量的转化，机械能守恒，否则，机械能不守恒。4．应用机械能守恒定律解题的方法步骤　　（1）选取研究对象一一物体或物体系；　　（2）分析研究对象的物理过程及其初、末状态；　　（3）分析所研究的物理过程中，研究对象的受力情况和这些力的做功情况，判断是否满足机械守恒定律的适用条件；　　（4）规定参考平面（用转化观点时，可省略这一步）；　　（5）根据机械能守恒定律列方程；　　（6）解方程，统一单位，进行运算，求出结果。　　▲疑难导析1．对机械能守恒成立条件的理解　　机械能守恒成立的条件是“在只有重力做功或弹力做功的情况下”，“只有重力做功”不等于“只受重力作用”，若物体除受重力之外，还受其它力作用，但这些力不做功或对物体做功的代数和为零，则系统的机械能仍守恒。2．机械能守恒定律与动能定理的区别与联系　　机械能守恒定律和动能定理是力学中的两条重要规律，在物理学中占有重要的地位。　　（1）共同点：机械能守恒定律和动能定理都是从做功和能量变化的角度来研究物体在力的作用下状态的变化。表达这两个规律的方程式都是标量式。　　（2）不同点：机械能守恒定律的成立有条件限制，即只有重力、（弹簧）弹力做功；而动能定理的成立没