2013物理一轮复习课件《机械能守恒定律》

第三节

功能关系、机械能守恒定律

2012---10---18

基础知识梳理

一、重力势能 重力 1.定义：物体的重力势能等于它所受_____与 高度 _____的乘积. mgh 2.公式：Ep=_____. 3.矢标性：重力势能是___量，但有正、负，其 标 参考平面 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 地球 物体 (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 参考平面 有关.重力势能的变化是_____的，与参考平面 绝对 的选取______. 无关 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， 减小 重力势能_____;重力做多少正(负)功，重力势能 增大 Ep1-E 就___________多少，即WG=__________. p2 减小(增大)

二、弹性势能 弹性形变 1.定义：物体由于发生_________而具有的能. 形变量 劲度系数 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 越大 簧的弹性势能______. 越大 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 减小 性势能_____.即弹簧恢复原长过程中弹力做 增大 正功 ______,弹性势能_____,形变量变大的过程中弹 减小 力做_____,弹性势能______. 负功 增大

三、机械能守恒定律 重力 弹力 1.内容：在只有_____或_____做功的物体系统内， 只存在动能与势能的相互转化，而总的机械能保 持______. 不变 2.表达式 Ek2+Ep2 (1)Ek1+Ep1=_________ (要选零势能参考平面). (2)ΔEk=______p (不用选零势能参考平面). -ΔE (3)ΔEA增=______ (不用选零势能参考平面). ΔEB减 3.机械能守恒的条件 重力 弹力 只有_____ (或弹簧的_____)做功或虽有其他外力 为零 做功但其他力做功的代数和_____.

四、功和能的关系 ——功是能量转(移)化的量度做功与能量转化的关系 对应不同形式作用力的功引起对应形式能量的 变化，功是能量转化和转移的量度。 建立能量守恒思想，习题主要在力学部分综合。 * 在高中阶段此式还没有自己的名分，但使用率 极高； * 一对相互作用的滑动摩擦力的功的代数和等于 “摩擦生热”。

功1 W合外力 2 W重

能量变化

说明物体动能变化 重力势能变化

Ek Ep

3 W弹簧4 W其他 5 Wf1+Wf2 6 W电场

E弹簧 E机械 E内=Q E电场(qU)0

弹性势能变化系统机械能变化 “摩擦生热” 电势能变化

7 W安 8 W洛9 W+Q

E电路(E感It) 电路电能变化洛仑兹力不做功内能变化

E内

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：(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. 特别提醒：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.(2011年河南郑州测试)下列物体运动过程中满足机 械能守恒的是( ) A.跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降 B.忽略空气阻力，物体竖直上抛 C.火箭升空 D.拉着物体沿光滑斜面匀速上升 解析：选B.跳伞运动员匀速下降，除重力做功外， 还有阻力做功，A错；物体竖直上抛时，只有重力 做功，机械能守恒，B正确；火箭升空时，推力做 正功，机械能增加，C不正确；拉着物体沿光滑斜 面匀速上升时，机械能增加，D不正确.

二、机械能守恒定律的应用1.定律的三种表达形式

(1)E1=E2或Ek1+Ep1=Ek2+Ep2,表示系统在初状态机械能等于其末状态的机械能.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.

(2)ΔEp=-ΔEk,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，可不选参考平面而直接计算初、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)ΔEA增=ΔEB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. 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) 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.解题的基本步骤 (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.

特别提醒：(1)在应用机械能守恒解决问题时， 首先要判断系统的机械能是否守恒，然后注 意选取恰当的守恒形式列式求解. (2)应特别关注研究对象的“一个过程”和“两个 状态”. (3)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.