机械能守恒和能量守恒定律经典习题22.doc

PAGE  PAGE 30 2011年高考第二轮复习资料 姚维明 PAGE  第  PAGE 30 页 共  NUMPAGES 30 页 专题二 机械能守恒与能量守恒 ［高考要求］ 内 容要求重力势能、做功与重力势能改变的关系Ⅱ弹性势能Ⅰ机械能守恒定律Ⅱ能量守恒定律II本专题涉及的考点有：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律、能量转化及守恒定律都是历年高考的必考内容，考查的知识点覆盖面全，频率高，题型全。机械能守恒定律、能的转化和守恒定律是力学中的重点和难点，用能量观点解题是解决动力学问题的三大途径之一。 《考纲》对本部分考点要求为Ⅱ类有三个。考题的内容经常与牛顿运动定律、曲线运动、动量守恒定律、电磁学等方面知识综合，物理过程复杂，综合分析的能力要求较高，这部分知识能密切联系生活实际、联系现代科学技术，因此，每年高考的压轴题，高难度的综合题经常涉及本专题知识。它的特点：一般过程复杂、难度大、能力要求高。还常考查考生将物理问题经过分析、推理转化为数学问题，然后运用数学知识解决物理问题的能力。所以复习时要重视对基本概念、规律的理解掌握，加强建立物理模型、运用数学知识解决物理问题的能力。 由于新课程标准更注重联系生活、生产实际，更重视能源、环保、节能等问题，因此，能量的转化及其守恒很有可能在新课程的第一年高考中有所体现，师生们应引起足够的重视。 ［知识体系］ 功 机械能 动能： EK= 重力势能：EK=mgh 弹性势能： 动能定理： W合= 抛体运动 单摆 弹簧振子 功能关系： WG=mgh1-mgh2 W弹力= W其它= 机械能守恒定律 Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 能的转化及 守恒定律 ［知识点拨］ 1、机械能守恒定律 机械能守恒的条件：系统内只有重力（或弹力）做功，其它力不做功（或没有受到其它力作用） ①从做功的角度看，只有重力或弹簧的弹力做功或系统内的弹力做功，机械能守恒。 ②从能量的角度看，只有系统内动能和势能的相互转化，没有机械能与其他形式能量之间的转化，机械能守恒。 机械能守恒的方程： ①初始等于最终： ②减少等于增加： 用第二种方法有时更简捷。 对机械能守恒定律的理解： 机械能守恒定律是对一个过程而言的，在做功方面只涉及跟重力势能有关的重力做功和跟弹性势能相关的弹力做功。在机械能方面只涉及初状态和末状态的动能和势能，而不涉及运动的各个过程的详细情况；因此，用来分析某些过程的状态量十分简便。 机械能中的势能是指重力势能和弹性势能，不包括电势能和分子势能，这一点要注意。 思维误区警示： 对于一个系统，系统不受外力或合外力为零，并不能保证重力以外其他力不做功，所以系统外力之和为零，机械能不一定守恒，而此时系统的动量却守恒（因为动量守恒的条件是系统的合外力为零）。同样，只有重力做功，并不意味系统不受外力或合外力为零。 2、能量守恒定律 （1）内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移互另一个物体，在转化和转移的过程中其总量保持不变。 （2）对能量守恒定律的理解： ①某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能的增加，且减少量和增加量一定相等。 ②某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。 （3）能量转化和转移具有方向性 第二类永动机不可制成，它不违反能量守恒定律，只是违背了能量转化和转移的不可逆性。 3、各定理、定律对比 适用条件表达式研究对象备注*动量守恒定律系统所受的合外力为零P总0=P总t一定是两个物体或两个以上物体组成的系统注意动量守恒和机械能守恒的条件的区别机械能守恒定律只有重力或弹簧的弹力做功时E1=E2 △EP减=△Ek增一个或多个物体组成的系统E为机械能能量守恒定律均适用E总1=E总2 △E减=△E增一个或多个物体组成的系统E为总能量；自然界均遵从能量守恒。4、求各变化量（△Ek、 △EP、△E机）的常用方法： 常用方法求△EkΔEk=EK2-EK1ΔEk = W合 通过求合外力做功求动能的变化量（更常用）求△EP△EP=EP2-EP1ΔEP= WG =mgΔh通过求重力做功求ΔEP； 当WG 做正功时，EP减小；当WG 做负功时，EP增加( 常用）求△E机△E机=E2-E1ΔE机=WG其它 通过求除重力以外的其它力做功求机械能的变化量（更常用）5、重力做功的特点： WG=EP1-EP2=mgΔh 重力做功与路径无关 重力做正功，重力势能减少，重做负功，重力势能增加 注意：ΔEP和重力做功与参考平面的选择无关（但重力势能与参考平面的选择有关）