三势能和机械能守恒定律.docVIP

第三节 势能和机械能守恒定律 主干知识综合导图 考点解读对点导考 考点1：重力功1．重力做功的特点 重力所做的功只跟初始位置和末位置的竖直高度有关，跟物体的运动路径无关． ，其中h为初、末位置的高度差。 考题1：如图3-3-1所示，质量为m的小球从高为h的斜面上的A点滚下经水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达高为处的D点时，速度为零，此过程中重力做的功是多少？ 【解析】方法一（分段法） 小球由A→B，重力做正功 小球由C→D，重力做正功 故小球由A→D全过程中重力做功 方法二（整体法） 全过程，小球的高度差，故 【变式1-1】某游客领着孩子游南岳衡山时，孩子不小心将手中的皮球滑落，球从A点滚到山脚下的B点，高度标记如图3-3-2所示，则下列说法正确的是（ ） A．从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程中重力做的功 B．从A到B的过程中阻力大小不知道，无法求出此过程中重力做的功 C．从A到B重力做功 D．从A到B重力做功 【变式1-1】D【解析】重力做功与物体的运动路径无关，只与初、末状态物体的高度差有关，从A到B的高度差是H，故从A到B重力做的功，所以选项D正确。 【变式1-2】质量为m的小球从距地面高为h处自由落下，碰地后弹起的高度为，然后落下，碰地后再弹起，弹起后的高度为……，最后小球静止于地面上，整个过程中重力做功为 【变式1-2】mgh 【难点突破】 如图3-3-2所示，质量为m的物体沿块、、三条不同的路径从A滑到平面OB上，路径，重力做功；沿路径，重力做的功；沿路径，我们可以把整个路径分成许多很短的间隔，每小段曲线的长度都很小，它近似可以看成是一段倾倾的直线，设每小段的高度差为、、…，整个路径重力所做的功等于每小段上重力所做功的代数和， 【拓展延伸】 1．重力做功的特点可推广到任一恒力的功，即恒力做功的特点是：与具体路径无关，只跟初、末两个位置有关，恒力的功等于力与沿着力方向的位移的乘积。 2．重力做功与物体运动路径无关，只与初、末位置的高度差有关。这一点尤其在解一些往复运动或多个过程的问题时，可以省去大量的中间步骤，使得解题单刀直入，一步求解，富于灵活性。 考点：重力势能重力势能概念：物体由于被举高而具有的能． 表达式：Ep＝mgh. 矢标性：重力势能是标量，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大还是小，这与功的正、负的物理意义不同．系统性：重力势能是物体和地球共有的． 相对性：重力势能的大小与参考平面的选取有关．Ep＝mgh重力势能变化绝对与参考平面的选取无关,放在距桌面的支架上，则： （1）以桌面为零势能参考面，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落地落到地面过程中，重力势能减少多少？ （2）以地面为零势能参考平面，计算 物体落至地面时，物体的重力势能：，因此，物体在此过程中的重力势能减少量为： （2）以地面为零势能参考平面，物体的高度，因而物体的重力势能为：，物体落至地面时重力势能为零。 在此过程中，物体的重力势能减少量 （3）说明重力势能的改变与零势能面的选择无关，是绝对的。 【变式2-1】关于重力势能的几种理解，正确的是（ ） A．重力势能为零的物体，一定不会对别的物体做功 B．放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零 C．在不同高度将某一物体抛出，且落地点在同一水平面上，落地时重力势能相等 D．相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响有关重力势能变化的研究 【变式2-1】CD 【难点突破】 1．重力势能是状态量，它描述了物体所处的一定状态与物体所处位置的对应关系。 考点：重力势能重力做功与重力势能变化的关系 定性关系：重力对物体做正功，重力势能就减少；重力对物体做负功，重力势能就增大． 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)＝－ΔEp. 当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，也就是，，这时物体重力势能的减少量等于重力所做的功；物体由低处运动到高处时，重力做负功，重力势能啬，也就是，，这时物体重力势能的增加量等于克服重力所做的功。 考题3：一个内部均匀的正方体物块的边长为a，质量为m，放在粗糙水平面上，如图3-3-4所示。由于物块质量很大，摩擦力也很大，需要用以A为轴翻滚的方法向前移动物块，若移动距离为s，且，问此人至少要对此物块做多少功？ 【解析】物块原来位置的重心高度，翻滚过程中重心到A正上方时的高度，高度的变化，每翻一次重力势能的增加量，人做功。向前移动距离s，翻滚的次数，这样人所做总功 【答案】 【变式-1】关于重力做功和物体的重力势能，下列说法中正确的是 (　　)． A．当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少 B．物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加 C．地球上