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1、第三讲机械能守恒定律功能关系一，重力势能，弹性势能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(2) 重力势能概念：物体的重力势能等于它所受与所处的乘积公式EPh为相对零势能面的高度差 标矢性：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参考平面上仍是,这与功的正，负的物理意义不同系统性：重力势能是和共有的相对性：重力势能的大小与的选取有关重力势能的变化是,与参考平面的选取(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 功物 体 重
2、 力 势 能 的 减 少 量 即WGEP 2EP1 =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=二，机械能守恒定律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(2) 表达式：可编辑资料 - - - 欢迎下载观点表达式守恒观点转化观点E1E2 , EK 1EKEPEP1EK 2EP 2要选零势能参考平面不用选零势能
3、参考平面转移观点EAEB不用选零势能参考平面三，功能关系1能量转化和守恒定律能量既不会消逝,也不会创生它只能从一种形式为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变 2常见的几种功与能的关系可编辑资料 - - - 欢迎下载(1) 合外力对物体做功物体动能的转变W合E K 2EK1 ,即动能定理可编辑资料 - - - 欢迎下载(2) 重力做功对应重力势能的转变WGEPEP1EP 2重力做多少正功,重力势可编辑资料 - - - 欢迎下载能多少.重力做多少负功,重力势能多少可编辑资料 - - - 欢迎下载(3) 弹簧弹力做功与弹性势能的相对应 WFEPE P
4、1EP 2可编辑资料 - - - 欢迎下载弹力做多少正功,弹性势能削减多少.弹力做多少负功,弹性势能多少可编辑资料 - - - 欢迎下载(4) 重力，弹力以外的力做的功等于机械能的变化W外E可编辑资料 - - - 欢迎下载可编辑资料 - - - 欢迎下载一，机械能守恒条件的懂得“1机械能守恒的条件名师点睛可编辑资料 - - - 欢迎下载只有重力，弹力做功,可以重点从两个方面懂得只有重力做功的情形(1) 物体运动过程中只受重力(2) 物体虽受重力之外的其他力,但其他力不做功2常见的几种情形分析(1) 水平面上物体做匀速直线运动或匀速圆周运动,其机械能保持不变(2) 光滑斜面上的物体沿斜面匀加速下
5、滑或匀减速上滑时机械能守恒如物体受摩擦力或其他力作用匀速下滑或匀速上滑,就机械能不守恒(3) 物体在竖直面内的光滑轨道上运动时,轨道支持力不做功,就机械能守恒(4) 细线悬挂的物体在竖直平面内摇摆悬线的拉力不做功,就机械能守恒(5) 抛体运动如平抛，斜抛,不考虑空气阻力的过程中机械能守恒二，机械能守恒定律与动能定理的区分与联系机械能守恒定律和动能定理是力学中的两条重要规律,在物理学中占有重要的位置1共同点：机械能守恒定律和动能定理都是从做功和能量变化的角度来争论物体在力的可编辑资料 - - - 欢迎下载作用下状态的变化表达这两个规律的方程式是标量式 2不同点：机械能守恒定律的成立有条件限制,即
6、只有重力， 弹簧 弹力做功.而动能定理的成立没有条件限制,它不但答应重力做功仍答应其他力做功但要留意：机械能守恒的条件是“在只有重力做功或弹力做功的情形下”,“只有重力做功”不等于“只受重力作用”,如物体除受重力之外,仍受其他力作用,但这些力不做功或对物体做功的代数和为零,就系统的机械能仍守恒 3动能定理一般适用于单个物体的情形,用于物体系统的情形在高中阶段特殊少见.而机械能守恒定律也适用于由两个 或两个以上的 物体所组成的系统4物体所受的合外力做的功等于动能的转变.除重力 和弹力 以外的其他力做的总功等于机械能的转变 5联系：由动能定理可以推导出机械能守恒定律机械能守恒定律能解决的问题,动能
7、定理确定能解决同 学 自 测 1一个盛水袋,某人从侧面缓慢推装液体的袋壁使它变形至如以下图位置,就此过程中袋和液体的重心将A逐步上升 B逐步降低 C先降低再上升D始终不变2如右图所示,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,就在小球从释放到落至地面的过程中,以下说法正确选项 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小球机械能的减小量等于斜劈动能的增大量3内壁光滑的环形凹槽半径为R,固定在竖直平面内,一根长度为2 的轻杆,一端固定有质量为 m的小球甲,另一端固定有质量为2m的小球乙现将两小球放人凹槽内,小球乙位 于
8、凹槽的最低点 如以下图 ,由静止释放后 A下滑过程中甲球削减的机械能总是等于乙球增加的机械能 B下滑过程中甲球削减的重力势能总是等于乙球增加的重力势能 C甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点D乙球从右向左滑回时,确定能回到凹槽的最低点可编辑资料 - - - 欢迎下载4 盐城市 20XX届调研考试 如右图所示,两物体A，B用轻质弹簧相连,静止在光滑水平 面上, 现同时对 A，B两物体施加等大反向的水平恒力F1，F2,使 A，B同时由静止开头运动,在运动过程中,对A，B两物体及弹簧组成的系统,正确的说法是 整个过程中弹簧不超过其弹性限度 A机械能守恒 B机械能不断增加c当弹簧伸长到最长时,系统的机械能最大
9、D当弹簧弹力的大小与F1，F2的大小相等时,A，B两物体速度为零可编辑资料 - - - 欢迎下载52021 山东理综 如右图所示,倾角30 0 的粗糙斜面固定在地面上,长为l ，质可编辑资料 - - - 欢迎下载量为 m,粗细均匀，质量分布均匀的软绳置于斜面上,其上端与斜面顶端齐平用细线将物块与软绳连接,物块由静止释放后向下运动,直到软绳刚好全部离开斜面 此时物块未到达地面 ,在此过程中可编辑资料 - - - 欢迎下载A物块的机械能逐步增加B软绳重力势能共削减了1 mgl4可编辑资料 - - - 欢迎下载C物块重力势能的削减等于软绳克服摩擦力所做的功 D软绳重力势能的削减小于其动能的增加与克服
10、摩擦力所做功之和可编辑资料 - - - 欢迎下载题型一，机械能是否守恒的判定例 1，如右图所示, 固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环, 圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连, 弹簧的另一端固定在地面上的A 点,弹簧处于原长h让圆环沿杆滑下,滑到杆的底端时速度为零就在圆环下滑过程中A圆环机械能守恒 B弹簧的弹性势能先增大后减小 C弹簧的弹性势能变化了mgh D弹簧的弹性势能最大时圆环动能最大反思总结：判定机械能是否守恒的方法（重点）(1) 利用机械能的定义判定：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,重力势能削减,物体的机械能必削减(2) 用做功判定：如物体或系统只有重力 或弹簧
11、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) 用能量转化来判定：如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,就物体系统的机械能守恒(4) 对一些绳子，钢索突然绷紧,机械能一般不守恒,除非题中有特殊说明跟踪发散1 1：201 1湖北八校一次联考 将物体从确定高度水平抛出 不计空气阻力 ,物体运动过程中离地面高度为h 时,物体水平位移为x ，物体的机械能为E，物体的动能可编辑资料 - - - 欢迎下载为 EK，物体运动的速度大小为v 以水平地面为零势能面以下图象中,能正确反映各可编辑资料 - - - 欢迎下载物理量与h 的关系的是题型二，机械能
12、守恒定律的应用例 2 ，14分 有一光滑水平板,板的中心有一小孔,孔内穿入一根光滑轻线,轻线的上可编辑资料 - - - 欢迎下载端系一质量为M 的小球,轻线的下端系着质量分别为m1 和 m2 的两个物体,当小球在光可编辑资料 - - - 欢迎下载滑水平板上沿半径为R 的轨道做匀速圆周运动时,轻线下端的两个物体都处于静止状态 如右图 如将两物体之间的轻线剪断,就小球的线速度为多大时才能再次在水平板上做匀速圆周运动.可编辑资料 - - - 欢迎下载【审题导引】(1) 剪断细线后,小球如何运动.可编辑资料 - - - 欢迎下载(2) 绳断后,m1 和小球组成的系统能量怎样变化的.可编辑资料 - - - 欢迎下载(3) 该系统机械能是否守恒.反思总结：(1) 比较上述两
