《金版新学案》2012高考物理一轮第5章第三讲机械能守恒定律功能关系课件新人教版必修2.ppt

第三讲　机械能守恒定律　功能关系 一、重力势能、弹性势能 1．重力势能 (1)重力做功的特点 ①重力做功与 无关，只与始末位置的 有关． ②重力做功不引起物体 的变化． (2)重力势能 ①概念：物体的重力势能等于它所受 与所处 的乘积．公式：Ep＝ (h为相对零势能面的高度差)． ②标矢性：重力势能是 ，但有正、负，其意义是表示物体的重力势能比它在参考平面上 还是 ，这与功的正、负的物理意义不同． ③系统性：重力势能是 和 共有的． ④相对性：重力势能的大小与 的选取有关．重力势能的变化是 ，与参考平面的选取 (3)重力做功与重力势能变化的关系 ①定性关系：重力对物体做正功，重力势能就 ；重力对物体做负功，重力势能就 ②定量关系：重力对物体做的功 物体重力势能的减少量．即WG＝－(Ep2－Ep1)＝ . 2．弹性势能 (1)概念：物体由于发生 而具有的能． (2)大小：弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关，弹簧的形变量 ，劲度系数 ，弹簧的弹性势能越大． (3)弹力做功与弹性势能变化的关系类似于重力做功与重力势能变化的关系，用公式表示：W＝ . 二、机械能守恒定律 1．机械能 和 统称为机械能，即E＝ ，其中势能包括 2．机械能守恒定律 (1)内容：在只有 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 (2)表达式： 三、功能关系 1．能量转化和守恒定律 能量既不会消失，也不会创生．它只能从一种形式 为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变． 2．常见的几种功与能的关系 (1)合外力对物体做功 物体动能的改变． W合＝Ek2－Ek1，即动能定理． (2)重力做功对应重力势能的改变． WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2 重力做多少正功，重力势能 多少；重力做多少负功，重力势能 多少． (3)弹簧弹力做功与弹性势能的 相对应． WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2 弹力做多少正功，弹性势能减少多少；弹力做多少负功，弹性势能 多少． (4)重力、弹力以外的力做的功等于机械能的变化． W外＝ΔE 一、机械能守恒条件的理解 1．机械能守恒的条件 只有重力、弹力做功，可以重点从两个方面理解只有重力做功的情况 (1)物体运动过程中只受重力． (2)物体虽受重力之外的其他力，但其他力不做功． 2．常见的几种情况分析 (1)水平面上物体做匀速直线运动或匀速圆周运动，其机械能保持不变． (2)光滑斜面上的物体沿斜面匀加速下滑或匀减速上滑时机械能守恒．若物体受摩擦力或其他力作用匀速下滑或匀速上滑，则机械能不守恒． (3)物体在竖直面内的光滑轨道上运动时，轨道支持力不做功，则机械能守恒． (4)细线悬挂的物体在竖直平面内摆动，悬线的拉力不做功，则机械能守恒． (5)抛体运动．如平抛、斜抛，不考虑空气阻力的过程中机械能守恒． 二、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有条件限制，它不但允许重力做功还允许其他力做功． 但要注意： 机械能守恒的条件是“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，还受其他力作用，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． 3．动能定理一般适用于单个物体的情况，用于物体系统的情况在高中阶段非常少见；而机械能守恒定律也适用于由两个(或两个以上的)物体所组成的系统． 4．物体所受的合外力做的功等于动能的改变；除重力(和弹力)以外的其他力做的总功等于机械能的改变． 5．联系：由动能定理可以推导出机械能守恒定律．机械能守恒定律能解决的问题，动能定理一定能解决． 1.一个盛水袋，某人从侧面缓慢推装液体的袋壁使它变形至如图所示位置，则此过程中袋和液体的重心将(　　) A．逐渐升高　　　　　　　　　 B．逐渐降低 C．先降低再升高 D．始终不变 解析：　人对液体做正功，液体的机械能增加，液体缓慢移动可以认为动能不变，重力势能增加，重心升高，A正确． 答案：　A 2.如图所示，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上，现将一小球从图示位置静止释放，不计一切摩擦，则在小球从释放到落至地面的过程中，下列说法正确的是(　　) A．斜劈对小球的弹力不做功 B．斜劈与小球组