《2011届物理创新设计一轮复习精品课件2-5-3机械能守恒定律能的转》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2011届物理创新设计一轮复习精品课件2-5-3机械能守恒定律能的转（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1重力势能(1)重力做功的特点重力做功与 无关，只与始末位置的 有关重力做功不引起物体 的变化,路径,高度差,机械能,第3讲 机械能守恒定律能的转化和守恒定律,(2)重力势能概念：物体由于 而具有的能表达式：Ep .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 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( ) .,被举高,mgh,标量,大小,减少,增加,Ep1Ep2,2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
2、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 .,弹性形变,越大,越大,Ep,1重力势能公式中h的含义要特别注意重力势能公式Epmgh中的h表示高度，用来表示物体所在的位置，是个状态量，是由规定的高度零点(如地面)开始量度的，向上为正 2势能属于系统所共有重力势能是物体和地球组成的系统所共有的，而不是物体单独具有的，“物体 的重力势能”只是一种简化的说法弹性势能属于系统所有，即由弹簧各部分组成的系统所共有，而与外界物体无关,3势能的相对性重力势能具有相对性，同一物体位于同一位置时，由于选择不同的水平面 作为零势能面，其重力势
3、能的数值(包括正、负)也不同因而，要确定重力势能，须首先确定零势能面但是，同一物体在两个不同位置时重力势能之差是确定的，只与两位置的高度差h有关，与零势能面的选取无关弹性势能一般取形变量x0处为零势能点,4势能是标量，正负具有大小的含义,1. 如图531所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一初速度由底端冲上倾角为30的固定斜面，上升的最大高度为h，其加速度大小为 g，在这个过程中有关该物体的说法中正确的是( ),图531,A重力势能增加了mgh B动能损失了mgh C动能损失了 D机械能损失了,解析：物体重力势能的增加量等于克服重力做的功，A正确；物体的合力做的功等于动能的减少量Ekmax
4、，故B错误、C正确；物体机械能的损失量等于克服摩擦力做的功，因mgsin 30Ffma，所以Ff mg，故物体克服摩擦力做的功为Ffx mg2h mgh，D正确答案：ACD,1机械能和 统称为机械能，即E ，其中势能包括 和 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 ,动能,势能,EkEp,重力势能,弹性势能,重力或弹力,保持不变,(2)表达式： .(要选零势能参考平面)Ek .(不用选零势能参考平面)EA增 (不用选零势能参考平面)物体所受合外力为零，物体的机械能一定守恒吗？举例说明提示：不一定，例如重物在竖直向上的外力作用下，沿竖直方向匀速
5、上升的过程，其机械能逐渐增加,Ep,EB减,1对机械能守恒条件的理解“只有重力做功”不等于“只受重力作用”在该过程中，物体可以受其他力的作用，只要这些力不做功，或所做的功的代数和为零，就可以认为是“只有重力做功”,2机械能守恒定律的三种表达形式和用法(1)E2E1或 ，表示系统在初状态的机械能等于其末状态的机械能一般来说，当始、末状态的机械能的总和相等，运用这种 形式表达时，应选好零势能面，且初、末状态的高度已知，系统除地球外，只有一个物体时，用这种表达形式较方便以上三种表达方式中，(1)是最基本的表达方式，易于理解和掌握，但始末状态的动能和势能要分析全，防止遗漏某种形式的机械能应用(2)(3
6、)方式列出的方程简捷，是同学们应该重点掌握的，但在分析势能的变化时易出错，要引起注意,(2)EpEk，表示系统(或物体)机械能守恒时，系统减少(或增加)的势能等于增加(或减少)的总动能应用时，关键在于分清重力势能的增加量和减少量，可不选零势能面而直接计算初、末状态的势能差这种表达方式一般用于始末状态的高度未知，但高度变化已知的情况(3)EA增EB减，表示若系统由A、B两部分组成，则A部分物体机械能的增加量与B部分物体机械能的减少量相等,2. 如图532所示，ABCD是一段竖直平面内的光滑轨道，AB段与水平面成角，CD段与水平面成角，其中BC段水平，且其长度大于L.现有两小球P、Q，质量分别是2
7、m、m，用一长为L的轻质直杆连接，将P、Q由静止从AB段上高H处释放，在轨道转折处用光滑小圆弧连接，不考虑两小球在轨道转折处的能量损失则小球P滑上CD轨道的最大高度h为( ),图532,AH BHCHLsin DH解析：P、Q整体上升的过程中，机械能守恒，以地面为重力势能的零势面，根据机械能守恒定律有：mgH2mg(HLsin )2mghmg(hLsin )， 解方程得：hH .答案：B,一、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 到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持 ,转化,转移,不变,二、常见的几种功与能的关系 1合外力对
8、物体做功等于物体动能的改变W合 ，即动能定理 2重力做功对应重力势能的改变WGEpEp1Ep2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,减少,增加,3弹簧弹力做功与弹性势能的改变相对应WFEpEp1Ep2弹力做多少正功，弹性势能 多少；弹力做多少负功，弹性势能 多少 4除重力或弹簧的弹力以外的其他力的功与物体 的增量相对应，即W其他E.(1)除重力或弹簧的弹力以外的其他力做多少正功，物体的机械能就 多少(2)除重力或弹簧的弹力以外的其他力做多少 ，物体的机械能就减少多少(3)除重力或弹簧的弹力以外的其他力不做功或做功的代数和为零，物体的机械能 ,减少,增加,机械能,增加,
9、负功,守恒,一对相互作用的滑动摩擦力对物体系统所做总功，等于摩擦力与相对路程的乘积，即WfFfx相对，即系统损失机械能转变成内能，QFfx相对,3. 飞机场上运送行李的装置为一水平放置的环形传送带，传送带的总质量为M，其俯视图如图533所示现开启电动机，传送带达稳定运行的速度v后，将行李依次轻轻放到传送带上若有n件质量均为m的行李需通过传送带运送给旅客假设在转弯处行李与传送带无相对滑动，忽略皮带轮、电动机损失的能量求从电动机开启，到运送完行李需要消耗的电能为多少？,图533,解析：设行李与传送带间的动摩擦因数为，则传送带与行李间由于摩擦产生 的总热量Qnmgx 由运动学公式得：xx传x行vt
10、又vgt，联立解得：Q nmv2，由能量守恒得：EQ Mv2 nmv2 所以E Mv2nmv2. 答案： Mv2nmv2,4“滔天浊浪排空来，翻江倒海山为摧”的钱塘江大潮，被誉为天下奇观小莉设想用钱塘江大潮来发电，在江海交接某处建一大坝，形成一个面积为1.0107 m2，涨潮时水深达25 m的蓄水湖，关上水闸落潮后坝内外水位差为2 m若发电时水重力势能的12%转变为电能，并只有退潮时发电，每天涨潮两次，求该电站每天能发多少电？根据图534中情景，说明图535中的A、B两台机器(有一台是发电机，另一台是电动机)，哪台是发电机？(已知水的密度1.0103 kg/m3，g10 m/s2),图534
11、图535,解析：退潮时水的落差是h2 m，水的质量是mVsh，这些水的重心下降高度 重力势能减少：Epmgh 每天发出的电能为E2Ep12%0.12Sgh24.81010 J A为发电机答案：4.81010 J A为发电机,【例1】如图536所示，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过 固定于斜面体顶端的小滑轮O，倾角为30的斜面体置于水平地面上A的质量为m，B的质量为4m.开始时，用手托住A，使OA段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力)，OB绳平行于斜面，此时B静止不动将A由静止释放，在其下摆过程中，斜面体始终保持静止，下列判断中正确的是( ),图536,A物块B受到的摩擦力先减小
12、后增大 B地面对斜面体的摩擦力方向一直向右C小球A的机械能守恒 D小球A的机械能不守恒，A、B系统的机械能守恒解析：开始时B静止不动，B所受的静摩擦力为4mgsin 302mg，方向沿斜面向上假设A向下摆动时B不动，则A到最低点的过程中，根据机械能守恒定律有：mgh mv2，设最低点的位置绳子的张力为T，则Tmg ，解得T3mg.再对B受力分析可得，,此时B受到的静摩擦力为mg，方向沿斜面向下，故假设成立，B相对于斜面始终静止，选项C正确由于绳子拉力是逐渐增大的，所以选项A正确将B与斜面体看作整体，A在下摆过程中对整体有向左的拉力，所以地面对斜面 体的摩擦力方向向右，选项B正确答案：ABC,判
13、断机械能是否守恒的方法 1利用机械能的定义判断：分析动能与势能的和是否变化如：匀速下落的物体动能不变，重力势能减少，物体的机械能必减少 2用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功，或有其他力做功，但其他力做功的代数和为零，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 能与其他形式的能的转化，则物体系统的机械能守恒 4对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等问题机械能一般不守恒，除非题中有特别说明或暗示,11 如图537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( ),图537,A斜劈对小球的弹力不做功B斜劈与小球组成的系统机械能守恒C斜劈的机械能守恒D小球重力势能减小量等于斜劈动能的增大量解析：不计一切摩擦，小球下滑时，小球和斜劈组成的系统只有小球重力做 功，系统机械能守恒，故选B、D.答案：BD,12 如图538所示为竖直平面内的直角坐标系一个质量为m的质点，在恒力 F和重力的作用下，从坐标原点O由静止开始沿直线OA斜向下运动，直线OA与y轴负方向成角(90)不计空气阻力，重力加速度为g，则以下说法正确的是( ),
