第六章 第3讲　机械能守恒定律及其应用.pptx

第六章　机械能 第3讲　机械能守恒定律及其应用 考点一　机械能守恒的判断 01 1.重力做功与重力势能的关系 (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. 路径 高度差 机械能 (2)重力势能 ①表达式：Ep＝ . ②重力势能的特点 重力势能是物体和 所共有的，重力势能的大小与参考平面的选取 ，但重力势能的变化与参考平面的选取 . (3)重力做功与重力势能变化的关系 重力对物体做正功，重力势能 ；重力对物体做负功，重力势能 .即WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp. mgh 地球 有关 无关 减小 增大 2.弹性势能 (1)定义：发生 的物体之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能. (2)弹力做功与弹性势能变化的关系： 弹力做正功，弹性势能 ；弹力做负功，弹性势能 .即W＝ . 3.机械能守恒定律 (1)内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内， 与 可以互相转化，而总的机械能 . (2)表达式：mgh1＋ ＝ . 弹性形变 减小 增加 －ΔEp 动能 势能 保持不变 机械能是否守恒的三种判断方法 (1)利用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功(或做功代数和为0)，则机械能守恒. (2)利用能量转化判断：若物体或系统与外界没有能量交换，物体或系统也没有机械能与其他形式能的转化，则机械能守恒. (3)利用机械能的定义判断：若物体动能、势能之和不变，则机械能守恒. 1.(2021·福建福州四中高三月考)关于机械能，下列说法正确的是 A.机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用 B.物体处于平衡状态时，机械能必守恒 C.一个系统所受外力为零时，系统机械能守恒 D.物体所受的外力不等于零，其机械能也可能守恒 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析　物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，物体除了受重力和弹力的作用，还有可能受其他力的作用，但是其他力做功为零，故A错误； 物体处于平衡状态时，所受的合力为零，机械能不一定守恒，例如物体匀速上升，动能不变，重力势能增大，故B、C错误； 物体所受合外力不等于零时，机械能可能守恒，例如自由下落的物体，故D正确. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 变式一.(含弹簧系统的机械能守恒的判断)(2020·河北唐山市高三二模)如图2所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，弹簧一直保持竖直，空气阻力不计，那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，下列说法中正确的是 A.小球的动能一直减小 B.小球的机械能守恒 C.克服弹力做功大于重力做功 D.最大弹性势能等于小球减少的动能 √ 1 2 3 图2 解析　小球开始下落时，只受重力作用做加速运动，当与弹簧接触时，受到弹簧弹力作用，开始时弹簧压缩量小，因此重力大于弹力，速度增大，随着弹簧压缩量的增加，弹力增大，当重力等于弹力时，速度最大，然后弹簧继续被压缩，弹力大于重力，小 1 2 3 球开始减速运动，所以整个过程中小球先加速后减速运动，根据Ek＝ mv2，动能先增大然后减小，故A错误； 在向下运动的过程中，小球受到的弹力对它做了负功，小球的机械能不守恒，故B错误； 在向下运动过程中，重力势能减小，最终小球的速度为零，动能减小，弹簧的压缩量增大，弹性势能增大，根据能量守恒，最大弹性势能等于小球减少的动能和减小的重力势能之和，即克服弹力做功大于重力做功，故D错误，C正确. 1 2 3 考点二　单物体机械能守恒问题 02 1.机械能守恒的三种表达式   守恒角度 转化角度 转移角度 表达式 E1＝E2 ΔEk＝－ΔEp ΔEA增＝ΔEB减 物理意义 系统初状态机械能的总和与末状态机械能的总和相等 系统减少(或增加)的重力势能等于系统增加(或减少)的动能 系统内A部分物体机械能的增加量等于B部分物体机械能的减少量 2.解题的一般步骤 (1)选取研究对象； (2)进行受力分析，明确各力的做功情况，判断机械能是否守恒； (3)选取参考平面，确定初、末状态的机械能或确定动能和势能的改变量； (4)根据机械能守恒定律列出方程； (5)解方程求出结果，并对结果进行必要的讨论和说明. 注意事项 选好重力势能的参考平面，且初、末状态必须用同一参考平面计算势能 分