2012届湖南人教版学海导航新课标高中总复习(第1轮)物理：第5章第3讲机械能机械能守恒定律.ppt

* 一、势能 1．重力势能：物体由于受到重力而具有的跟物体和地球的相对位置有关的能量，叫做重力势能． (1)表达式：Ep＝　mgh　. (2)单位：　焦耳　.符号：　J　. (3)矢标性：重力势能是　标　(标、矢)量．但有正负，正负的意义是表示比零势能参考面上的势能大还是小．选不同的　参考面　，物体的重力势能的数值是不同的． (4)重力做正功时，重力势能　减少　，　减少　的重力势能等于　重力做的正功　，克服重力做功(重力做负功)时，重力势能　增加　，　增加　的重力势能等于　克服重力做的功　. 2．弹性势能：物体由于弹性形变而具有的与它的　形变量　有关的势能，叫弹性势能．弹性势能的大小与　弹性形变量　及劲度系数有关，弹簧的弹性形变量越大，劲度系数越大，弹簧的弹性势能越　大　. 二、机械能 1．机械能：　动能　和　势能　统称机械能，即E＝　Ek＋Ep　.其中势能包括　重力势能　和弹性势能． 2．重力做功的特点 (1)重力做功与路径无关，只与始、末位置的　高度差　有关． (2)重力做功与重力势能变化关系：WG＝－(Ep2－Ep1)＝－ΔEp＝　mgh1－mgh2　. (3)重力做功不引起物体的机械能的变化． 三、机械能守恒定律 1．内容： 在只有　重力或弹簧弹力　做功的情形下，　动能　和　势能　可以相互转化，而机械能的总量　不变　，这就是机械能守恒定律． 2．表达式 机械能守恒定律的表达式为：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或ΔEk＋ΔEp＝0，即ΔEk＝－ΔEp 1．如何判断系统机械能是否守恒？ 解答：(1)利用机械能的定义．如物体在水平面内做匀速运动．动能与势能均不变，机械能守恒．若物体在倾斜或竖直方向做匀速运动，势能会改变，机械能不守恒． (2)用做功来判断：分析物体或物体系统的受力情况(包括内力和外力)，明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重力或弹力做功，没有其他力做功，则机械能守恒；除重力(或弹力)做功外，还有其他的力做功，但其他力做功的代数和为零，机械能守恒，反之不守恒． (3)用能量转化来判定：对某一系统，物体间只有动能和重力势能及弹性势能相互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转变成其他形式的能(如没有内能产生)，则系统机械能守恒． (4)对一些绳子突然绷紧，物体间碰撞等问题，机械能一般不守恒，除非题目特别说明或暗示，完全非弹性碰撞过程机械能不守恒． 2．机械能守恒定律的几种表达式怎样合理选用？ 解答：(1)物体初状态总机械能等于末状态总机械能，E初＝E末． (2)系统重力势能的减少量等于系统动能的增量，ΔEk＝－ΔEp. (3)将系统分为A、B两部分，A部分机械能的增加量等于B部分机械能的减少量．ΔEA＝－ΔEB. 对三种表达式的理解应注意第一种(E初＝E末)是从“守恒”角度反映机械能守恒，解题时必须选取零势能面，第二种(ΔEk＝－ΔEp)是从“转化”的角度来反映机械能守恒的，第三种(ΔEA＝－ΔEB是从“转移”的角度来反映机械能守恒的)不必选取零势能面． 对于任何一个可以利用系统机械能守恒解决的问题来说，利用上述三种不同的表达式都可以解决，但过程繁简不一．当系统重力势能的参考平面易于选取时，一般利用第一种表达式，其关键在于选取合适的参考平面；而对于系统重力势能的参考平面不易于选取时，一般利用后两种表达式，其关键在于正确判断能量的变化量． 3．机械能守恒与动能定理有何区别？ 解答：(1)机械能守恒是有条件的，而动能定理具有普适性； (2)机械能守恒定律反映的是物体初、末状态的机械能间的关系，而动能定理揭示的是物体的动能变化与引起这种变化的合外力做功的关系，既关系初、末状态的动能，也必须认真分析对应这两个状态间经历的过程中各力做功情况； (3)动能定理侧重于解决一个研究对象受合外力做功的影响而引起自身动能的变化，即外界因素与自身变化的关系；而机械能守恒定律是排除外界因素对系统的影响，研究系统内两个或多个物体之间动能和势能相互影响、相互转化的规律． 4．怎样应用机械能守恒定律解题？使用中应该注意什么？ 解答：(1)应用机械能守恒定律的解题思路 ①确定研究系统(通常是物体和地球、弹簧等)和所研究的过程． ②进行受力分析，确认是否满足守恒的条件． ③选择零势能参考面(点)，确定初、末状态的动能和势能． ④根据机械能守恒定律列方程求解． (2)应