高三物理第14讲：机械能守恒定律（学生版）.docxVIP

第14讲 机械能守恒定律（学生版）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：物体由于而具有的能．②表达式：Ep＝mgh.③矢标性：重力势能是，正负表示其 ．(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：重力对物体做的功等于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＝p.3.机械能动能和势能统称为机械能，其中势能包括和 ．4．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：mgh1＋mv12＝mgh2＋mv225．守恒条件只有重力或弹簧的弹力做功．例1．关于重力势能，下列说法中正确的是( )．A．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定B．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大C．一个物体的重力势能从－5 J变化到－3 J，重力势能减少了D．重力势能的减少量等于重力对物体做的功例2．下列物体中，机械能守恒的是( )．①做平抛运动的物体； ②被匀速吊起的集装箱；③光滑曲面上自由运动的物体；④物体以g的加速度竖直向上做匀减速运动例3．一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离．假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法错误的是( )． A．运动员到达最低点前重力势能始终减小B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关例4．如图所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽略)．(1)在水平拉力F的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为α，小球保持静止．画出此时小球的受力图，并求力F的大小．(2)由图示位置静止释放小球，求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力．不计空气阻力．例5．如图所示，用长为L的轻绳把一个小铁球悬挂在高为2L的O点处，小铁球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动且恰能到达最高点B处，若运动中轻绳断开，则小铁球落到地面时的速度大小为(　　)．A. B.C. D.例6.如图所示，是某公园设计的一种惊险刺激的娱乐设施，轨道除CD部分粗糙外，其余均光滑．一挑战者质量为m，沿斜面轨道滑下，无能量损失地滑入第一个圆管形轨道．根据设计要求，在最低点与最高点各放一个压力传感器，测试挑战者对轨道的压力，并通过计算机显示出来．挑战者到达A处时刚好对管壁无压力，又经过水平轨道CD滑入第二个圆管形轨道．在最高点B处挑战者对管的内侧壁压力为0.5 mg，然后从平台上飞入水池内，水面离轨道的距离为h＝2.25 m．若第一个圆管轨道的半径为R，第二个圆管轨道的半径为r，g取10 m/s2，管的内径及人相对圆管轨道的半径可以忽略不计：则：(1)挑战者若能完成上述过程，则他应从离水平轨道多高的地方开始下滑？(2)挑战者从A到B的运动过程中克服轨道阻力所做的功？(3)挑战者入水时的速度大小是多少？A1．下面有关重力势能的说法中，正确的是（） A举得越高的物体，具有的重力势能越大B. 质量越大的物体，具有重力势能越大C. 物体的重力势能不可能为零D. 物体的重力势能可能小于零2．在水平地面上竖直放置一轻质弹簧，有一物体在它的正上方自由落下，在物体压缩弹簧速度减为零时（选地面为重力势能参考面）（）A. 物体的重力势能最小B. 物体的动能最大；C. 弹簧的弹性势能最大D. 弹簧的弹性势能最小3．质量不同的两物体从同一位置同时自由下落（不计空气阻力），刚落地前（）A. 同一时刻，质量大者动能一定大B. 同一时刻，质量大者重力势能一定大C. 同一时刻，两物体机械能可能相同D. 同一时刻，质量大者机械能一定大4．一根内壁光滑的3/4的细圆钢管，如图所示放置，一小钢珠被弹簧枪正对着管口A向下射入管内（射击时无机械能的损失），欲使小钢珠恰能到达最高点B和恰能从B点平抛出去又落回到A点，在这两种情况下，弹簧枪的弹性势能之比为（）A. 5:4 B. 4:5 C. 3:2 D. 2:35．如图所示，小球分别固定在长度均为L的轻杆和细绳的一端，杆与线的另一端悬挂在O点，要使小球在竖直平面内做圆周运动