第3節(jié)機(jī)械能守恒定律.doc

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1、第3節(jié)機(jī)械能守恒定律重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能[想一想]如圖5－3－1所示，小球質(zhì)量為m，從A點(diǎn)由靜止下落，到達(dá)C點(diǎn)的速度為零。請(qǐng)思考以下問(wèn)題：圖5－3－1(1)此過(guò)程中小球重力做的功是多少？小球重力勢(shì)能如何變化？變化量為多大？(2)彈簧對(duì)小球做正功還是負(fù)功？彈簧的彈性勢(shì)能是增大還是減??？提示：(1)重力做功為mg(h＋x)，小球重力勢(shì)能減小了mg(h＋x)。(2)彈簧對(duì)小球做負(fù)功，彈簧的彈性勢(shì)能增大。[記一記](méi)1．重力勢(shì)能(1)定義：物體的重力勢(shì)能等于它所受重力與所處高度的乘積。(2)表達(dá)式：Ep＝mgh。(3)

2、矢標(biāo)性：重力勢(shì)能是標(biāo)量，但有正負(fù)，其意義表示物體的重力勢(shì)能比它在參考平面大還是小。(4)重力勢(shì)能的特點(diǎn)：①系統(tǒng)性：重力勢(shì)能是物體和地球所共有的。②相對(duì)性：重力勢(shì)能的大小與參考平面的選取有關(guān)，但重力勢(shì)能的變化與參考平面的選取無(wú)關(guān)。(5)重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系：WG＝－ΔEp。2．彈性勢(shì)能(1)定義：發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用，而具有的勢(shì)能。(2)大?。号c形變量及勁度系數(shù)有關(guān)。(3)彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系：彈力做正功，彈性勢(shì)能減??；彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加。[試一試]1．如

3、圖5－3－2所示，在光滑水平面上有一物體，它的左端接連著一輕彈簧，彈簧的另一端固定在墻上，在力F作用下物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)撤去力F后，物體將向右運(yùn)動(dòng)，在物體向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(　　)圖5－3－2A．彈簧的彈性勢(shì)能逐漸減少B．物體的機(jī)械能不變C．彈簧的彈性勢(shì)能先增加后減少D．彈簧的彈性勢(shì)能先減少后增加解析：選D　因彈簧左端固定在墻上，右端與物體連接，故撤去F后，彈簧先伸長(zhǎng)到原長(zhǎng)后，再被物體拉伸，其彈性勢(shì)能先減少后增加，物體的機(jī)械能先增大后減小，故D正確，A、B、C均錯(cuò)誤。機(jī)械能守恒定律[想一想

4、]　如圖5－3－3所示，質(zhì)量為m的小球從光滑曲面上滑下，當(dāng)它到達(dá)高度為h1的位置A時(shí)，速度大小為v1；當(dāng)它繼續(xù)滑下到高度為h2的位置B時(shí)，速度大小為v2。圖5－3－3(1)試根據(jù)動(dòng)能定理推導(dǎo)小球在A、B兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能大小的變化與重力做功的關(guān)系。(2)將上述表達(dá)式等號(hào)兩側(cè)帶“－”號(hào)的一項(xiàng)移到等號(hào)另一側(cè)，得到的表達(dá)式的物理意義是什么？提示：(1)由動(dòng)能定理可得mg(h1－h(huán)2)＝mv22－mv12(2)上式化簡(jiǎn)可得mgh1＋mv12＝mgh2＋mv22，此式說(shuō)明小球在光滑曲面上下滑過(guò)程中，只有重力做功，機(jī)械能守

5、恒。[記一記](méi)1．內(nèi)容在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。2．機(jī)械能守恒的條件只有重力或彈力做功。3．機(jī)械能守恒的表達(dá)式Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2。[試一試]2．運(yùn)動(dòng)會(huì)中的投擲鏈球、鉛球、鐵餅和標(biāo)槍等體育比賽項(xiàng)目都是把物體斜向上拋出的運(yùn)動(dòng)，如圖5－3－4所示，若不計(jì)空氣阻力，這些物體從被拋出到落地的過(guò)程中(　　)圖5－3－4A．物體的機(jī)械能先減小后增大B．物體的機(jī)械能先增大后減小C．物體的動(dòng)能先增大后減小，重力勢(shì)能先減小后增大D．物體的動(dòng)能先減小后增大，重力勢(shì)

6、能先增大后減小解析：選D　不計(jì)空氣阻力，這些物體被拋出后只有重力做功，故機(jī)械能均守恒，A、B均錯(cuò)誤；因物體均被斜向上拋出，在整個(gè)過(guò)程中重力先做負(fù)功再做正功，因此重力勢(shì)能先增大后減小，而動(dòng)能先減小后增大，D正確，C錯(cuò)誤。考點(diǎn)一機(jī)械能守恒的判斷[例1]　(多選)如圖5－3－5所示，下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是(　　)圖5－3－5A．甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過(guò)程中，A機(jī)械能守恒B．乙圖中，A置于光滑水平面，物體B沿光滑斜面下滑，物體B機(jī)械能守恒C．丙圖中，不計(jì)任何阻力和定滑輪質(zhì)量時(shí)A加速下落，B加速上升

7、過(guò)程中，A、B系統(tǒng)機(jī)械能守恒D．丁圖中，小球沿水平面做勻速圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球的機(jī)械能守恒[解析]　選CD　甲圖中重力和彈力做功，物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，但物體A機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)；乙圖中物體B除受重力外，還受彈力，彈力對(duì)B做負(fù)功，機(jī)械能不守恒，但從能量特點(diǎn)看A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，B錯(cuò)；丙圖中繩子張力對(duì)A做負(fù)功，對(duì)B做正功，代數(shù)和為零，A、B機(jī)械能守恒，C對(duì)；丁圖中動(dòng)能不變，勢(shì)能不變，機(jī)械能守恒，D對(duì)。[例2]　(多選)如圖5－3－6所示，用輕彈簧相連的物塊A和B放在光滑的水平面上，物塊A緊靠

8、豎直墻壁，一顆子彈沿水平方向射入物塊B后留在其中，由子彈、彈簧和A、B所組成的系統(tǒng)在下列依次進(jìn)行的過(guò)程中，機(jī)械能守恒的是(　　)圖5－3－6A．子彈射入物塊B的過(guò)程B．物塊B帶著子彈向左運(yùn)動(dòng)，直到彈簧壓縮量最大的過(guò)程C．彈簧推著帶子彈的物塊B向右運(yùn)動(dòng)，直到彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程D．帶著子彈的物塊B因慣性繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，直到彈簧伸長(zhǎng)量達(dá)最大的過(guò)程[解析]　選BCD　子彈射入物塊B的過(guò)程中，子彈和物塊B組成的系統(tǒng)，由于要克