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1、第3单元 机械能守恒定律,夯实必备知识,对应学生用书 第91页 必备知识一 重力势能 基础梳理 1.定义:物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积. 2.表达式:Ep_. 3.矢标性:重力势能是_,但有正负,其意义表示物体的重力势 能比它在参考平面大还是小. 4.重力势能的特点 (1)系统性:重力势能是物体和_所共有的. (2)相对性: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_.,5.重力做功与重力势能变化的关系: WG_.,mgh,标量,地球,有关,无关,Ep,即时训练 1.关于重力势能,下列说法中正确的是( ) A.重力势能是地球与物体所组成的系统共有的 B
2、.重力势能为负值,表示物体的重力势能比在参考平面上具有的重力势能少 C.卫星绕地球做椭圆运动,当由近地点向远地点运动时,其重力势能减小 D.只要物体在水平面以下,其重力势能为负值 解析:由重力势能的系统性可知,A正确；物体在参考平面时重力势能为零,高于参考平面时重力势能为正,低于参考平面时,重力势能为负,其“正、负”表示大小,B正确；卫星由近地点到远地点的过程中,克服重力做功,重力势能增大,C错误；参考平面的选取是任意的,水平面不一定是参考平面,D错. 答案:A、B,必备知识二 弹性势能 基础梳理 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
3、 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_.,弹性形变,越大,越大,Ep,解析:开始时弹簧处于压缩状态,撤去力F后,物体先向右加速运动后向右减速运动,所以物体的机械能先增大后减小,所以B错.弹簧先恢复原长后又逐渐伸长,所以弹簧的弹性势能先减少后增加,D对,A、C错. 答案:D,必备知识三 机械能守恒定律 基础梳理 1.内容 在只有_做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化, 而总的机械能保持不变. 2.机械能守恒的条件 只有重力或弹力做功. 3.对守恒条件的理解 (1)只受重力作用,例如在不考虑空气阻力
4、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,只有重力或系统内的弹力做功. (3)弹力做功伴随着弹性势能的变化,并且弹力做的功等于弹性势能的减 少量. 4.机械能守恒的三种表达式 (1)守恒观点的表达式为:Ek1Ep1_;或E1E2. (2)转化观点的表达式为:Ek1Ek2_或Ek_. (3)转移观点的表达式为:EA_.,重力或弹力,Ek2Ep2 Ep2Ep1 Ep EB,即时训练 3.关于机械能是否守恒,下列说法正确的是( ) A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B.做匀速圆周运动的物体机械能一定守恒 C.做变速运动的物体机械能可能守恒 D.合力对物体做功
5、不为零,机械能一定不守恒 解析:做匀速直线运动的物体与做匀速圆周运动的物体,如果是在竖直平面内则机械能不守恒,A、B错误；合力做功不为零,机械能可能守恒,D错误,C正确. 答案:C,精研疑难要点,解析 沿坡长、粗糙程度大的斜面拉物体时克服摩擦力做的功较多,故B正确.由于重力做功与物体运动的具体路径无关,只与初、末位置物体的高度差有关,不论是光滑路径还是粗糙路径,也不论是直线运动还是曲线运动,只要初、末位置的高度差相同,重力做功就相同.因此,不论坡度大小、长度大小及粗糙程度如何,只要高度差相同,克服重力做的功就一样多,故D正确. 答案 B、D,1.关于重力势能的几种理解,正确的是( ) A.重力
6、势能等于零的物体,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.由不同高度将某一物体抛出,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,但并不影响研究有关重力势能的问题 解析:重力势能的大小与参考平面选取有关,故可知重力势能为0的物体也有可能对外做功,则A、B错误,D正确；由于重力势能是状态量,所以C正确. 答案:C、D,解析 甲图中重力和弹力做功,物体A和弹簧组成的系统机械能守恒,但物体A机械能不守恒,A错；乙图中物体B除受重力外,还受弹力,弹力对B做负功,机械能不守恒,但从能量特点看A、B组成的系统机械能守恒,B错；丙图中绳子张力对A做
7、负功,对B做正功,代数和为零,A、B机械能守恒,C对；丁图中动能不变,势能不变,机械能守恒,D对. 答案 C、D,答案:A、C,(1)小球经过B点时的速度为多大？ (2)小球经过圆弧轨道最低处C点时对轨道的压力多大？ (3)小球从D点抛出后,受到的阻力Ff与其瞬时速度方向始终相反,求小球从D点至S点的过程中阻力Ff所做的功.,第四步:形成解题思路 由机械能守恒定律求得B点时的速度 由机械能守恒定律求得C点时的速度, 根据向心力的知识可解得FN 在阻力场区域,由动能定理可得W.,答案 (1)10 m/s (2)43 N (3)68 J,答案:(1)H0.2 m (2)0.1 m,提升学科素养,题后悟道 利用等效法计算势能变化时一定要注意等效部分的质量关系,即根据物体的相对位置关系将物体分成若干段,在应用相关规律求解时要注意对应各部分的质量关系.即在解决涉及重力势能变化的问题时,物体的位置变化要以重心位置变化为准.,
