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1、第三节 机械能守恒定律及其应用,课堂互动讲练,经典题型探究,知能优化演练,第三节 机械能守恒定律及其应用,基础知识梳理,基础知识梳理,重力,一、重力势能 1定义：物体的重力势能等于它所受_与_的乘积 2公式：Ep_. 3矢标性：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_上大还是小，这与功的正、负的物理意义不同 4特点,所处高度,mgh,标量,参考平面,(1)系统性：重力势能是_和_共有的 (2)相对性：重力势能的大小与_的选取有关重力势能的变化是_的，与参考平面的选取_ 5重力做功与重力势能变化的关系 重力做正功时，重力势能_；重力做负功时，重力势能_；重力做多少正(负)功，
2、重力势能就_多少，即WG_.,物体,地球,参考平面,绝对,无关,减小,增加,减小(增加),Ep,二、弹性势能 1定义：物体由于发生_而具有的能 2大小：弹性势能的大小与_及_有关，弹簧的形变量越大，劲度系数_，弹簧的弹性势能_ 3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_即弹簧恢复原长过程中弹力做_，弹性势能_，形变量变大的过程中弹力做_，弹性势能_,弹性形变,形变量,劲度系数,越大,越大,减小,增加,正功,减小,负功,增加,1弹力做功与弹性势能变化的关系跟重力做功与重力势能变化的关系，有哪些相似的地方？ 提示：1.(1)做正功势能减小，做负功势能增加；(2)
3、与实际过程无关，只与初末状态有关,思考感悟,三、机械能守恒定律 1内容：在只有_或_做功的情况下，物体系统内的_和_相互转化，机械能的总量_ 2条件：_,重力,弹力,动能,势能,保持不变,只有重力或弹力做功,3守恒表达式,Ep,EB,2.重力势能的正、负与功的正、负意义有何不同？ 提示：2.正功表示动力对物体做功，负功表示阻力对物体做功，势能为正，说明物体在零势能面的上方，重力势能大于零；势能为负，说明物体在零势能面的下方，重力势能小于零,思考感悟,课堂互动讲练,一、机械能守恒条件的理解及守恒判断方法 1对机械能守恒条件的理解 机械能守恒的条件是：只有重力或弹力做功可以从以下两个方面理解： (
4、1)只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动，物体的机械能守恒 (2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹簧弹力做功例如物体沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力不做功，物体的机械能守恒,2判断机械能是否守恒的几种方法 (1)利用机械能的定义判断(直接判断)：若物体在水平面上匀速运动，其动能、势能均不变，机械能不变若一个物体沿斜面匀速下滑，其动能不变，重力势能减少，其机械能减少 (2)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，机械能守恒,(3)用能量转化来判断：若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形
5、式的能的转化，则物体系统机械能守恒 (4)对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等，除非题目特别说明，否则机械能必定不守恒 【名师点睛】 机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零，更不是合外力为零；判断机械能是否守恒时，要根据不同情景恰当地选取判断方法,即时应用(即时突破，小试牛刀) 1.下列叙述中正确的是( ) A做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒 B做匀速直线运动的物体的机械能可能守恒 C外力对物体做功为零，物体的机械能一定守恒 D系统内只有重力和弹力做功时，系统的机械能一定守恒,解析：选BD.做匀速直线运动的物体，若只有重力对它做功时，机械能守恒，若重力以外的其他外力对物体做功的代数和不为
6、零，则物体的机械能不守恒故A错误B正确；外力对物体做功为零时，有两种情况：若重力不做功，则其他力对物体做功的代数和也必为零，此时物体的机械能守恒；若重力做功，其他外力做功的代数和不为零，此时机械能不守恒，故C错误；由机械能守恒条件知D正确,二、机械能守恒定律的应用 1应用机械能守恒定律的一般步骤 (1)正确选取研究对象，必须明确研究对象是一个系统，而不能是一个单一的物体 (2)分析研究对象在运动过程中的受力情况，明确各力的做功情况，判断机械能是否守恒 (3)选取零势能面，确定研究对象在初、末状态的机械能 (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,【名
7、师点睛】 (1)应特别关注研究对象的“一个过程”和“两个状态” (2)零势能面的选取是任意的，在通常情况下，一般选取地面或物体在运动过程中所达到的最低水平面为零势能面,意义：系统(或物体)的机械能守恒时，系统增加(或减少)的动能等于系统减少(或增加)的重力势能 注意问题：要明确重力势能的增加或减少量，即重力势能的变化，可以不选取零势能参考平面 (3)转移观点 表达式：EA增EB减 意义：若系统由A、B两部分组成，当系统的机械能守恒时，则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,注意问题：A部分机械能的增加量等于A末状态的机械能减初状态的机械能，而B部分机械能的减少量等于B初状态的机
8、械能减末状态的机械能 【名师点睛】 如果系统(除地球外)只有一个物体，用守恒观点列方程较方便；对于由两个或两个以上物体组成的系统，用转化或转移的观点列方程较简便,即时应用(即时突破，小试牛刀) 2. (2010年高考安徽卷)伽利略曾设计如图531所示的一个实验，将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N点如果在E或F处钉上钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M点这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时，其末速度的大小( ),图531 A只与斜面的倾角有关 B只与斜面的长度有关 C只与下滑的高度
9、有关 D只与物体的质量有关 解析：选C.由题可知摆球由同一位置释放，虽然经过的轨迹不同，但达到的高度相同，说明到达圆弧最低端的速度大小相同，仅与高度有关，故选项C正确，A、B、D均错,经典题型探究,图532(1)H的大小等于多少？ (2)试讨论此球能否到达BDO轨道的O点，并说明理由,【思路点拨】 小球先做自由落体运动，然后沿着两个半径不同的圆弧轨道运动，全过程满足机械能守恒 【解题样板】 (1)小球从H高处落下，进入轨道，沿BDO轨道做圆周运动，小球受重力和轨道的支持力设小球通过D点的速度为v，通过D点时轨道对小球的支持力N(大小等于小球对轨道的压力)是它做圆周运动的向心力，,【答案】 (1
10、)10 m (2)见解析,【反思领悟】 对于复杂的过程一定要分解为几个相互联系的简单过程分析，注意研究对象和研究过程的选择，注意几个简单过程的相互联系,如图533所示，长为L的轻杆，一端装有固定光滑的转动轴O，另一端及中点固定着质量相同的B球和A球，将轻杆从水平位置由静止释放，当轻杆摆至竖直位置时，A、B两球的速度大小各是多少？图533,【思路点拨】 A、B单个物体的机械能不守恒，可以对A、B为系统进行分析求解 【解析】 对A、B及杆整体受力分析可知，除重力外，还有轴对系统的支持力，支持力不做功，只有重力做功，因此A、B组成系统的机械能守恒，令轴正下方L处为零势能面，选A、B处于水平状态为初态
11、，B至最低点为末态，,【规律总结】 (1)两个或多个物体系统机械能守恒时，其中的单个物体的机械能一般是不守恒的 (2)轻杆上固定两物体，绕与垂直轻杆的某一光滑轴转动过程中，两物体的角速度相同互动探究 若A、B两球质量为m，在上述过程中，轻杆对B球做多少功？,(满分样板 14分)(2010年高考上海物理卷)如图534，ABC和ABD为两个光滑固定轨道，A、B、E在同一水平面上，C、D、E在同一竖直线上，D点距水平面的高度为h，C点的高度为2h，一滑块从A点以初速度v0分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出 (1)求滑块落到水平面时，落点与E点间的距离sC和sD； (2)求实现sCsD，v0应满足什么条件？,图534 【思路点拨】 由光滑轨道上的机械能守恒和平抛运动的知识进行求解,【答案】 见解题样板 【题后反思】 按照物体运动过程进行分析、然后找出各过程满足的规律是解题的关键,知能优化演练,本部分内容讲解结束,点此进入课件目录,按ESC键退出全屏播放,谢谢使用,
