機械能機械能守恒定律

《機械能機械能守恒定律》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、第五章機械能5.4機械能機械能守恒定律一、考點聚焦1、重力勢能做功跟重力勢能改變的關(guān)系II級要求2、機械能守恒定律II級要求二、知識掃描1、重力勢能：物體由于受到重力而具有的跟物體和地球的相對位置有關(guān)的能量，叫做重力勢能。表達(dá)式：EP=。單位：。符號：。重力勢能是(標(biāo)、矢)量。選不同的，物體的重力勢能的數(shù)值是不同的。2、重力做功與重力勢能改變量的關(guān)系：重力做正功時，重力勢能，的重力勢能等于；克服重力做功（重力做負(fù)功）時，重力勢能，的重力勢能等于。重力所做的功只跟初、末位置的有關(guān)，跟運動路徑。3、彈性勢能：物體由于彈性形變而具有的與它的有關(guān)的勢能，叫彈性勢能。物體的彈性形變量越大，彈性勢能越

2、。4、機械能：和統(tǒng)稱機械能，即E=。5、機械能守恒定律在只有做功的情形下，物體的和發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，機械能的總量，這就是機械能守恒定律。機械能守恒定律的表達(dá)式：或。在只有彈力做功情形下，物體的和相互轉(zhuǎn)化，機械能的總量，即機械能守恒。mgh焦耳J標(biāo)參考面減少減少重力做的正功增加增加克服重力做的功高度差無關(guān)形變量大動能勢能EK＋EP重力動能重力勢能不變EK1＋EP1=EK2＋EP2ΔEK增=ΔEP減動能彈性勢能不變W彈=－?EP′一）、機械能守恒定律的適用條件：（1）對單個物體，只有重力或彈力做功．（2）對某一系統(tǒng),物體間只有動能和重力勢能及彈性勢能相互轉(zhuǎn)化,系統(tǒng)跟外界沒有發(fā)生機械能的傳遞,機械能

3、也沒有轉(zhuǎn)變成其它形式的能(如沒有內(nèi)能產(chǎn)生)，則系統(tǒng)的機械能守恒．（3）定律既適用于一個物體(實為一個物體與地球組成的系統(tǒng))，又適用于幾個物體組成的物體系，但前提必須滿足機械能守恒的條件．機械能守恒定律適用于只有重力和彈簧的彈力做功的情況，應(yīng)用于光滑斜面、光滑曲面、自由落體運動、上拋、下拋、平拋運動、單擺、豎直平面的圓周運動、彈簧振子等情況。二）、定律的三種理解及表達(dá)形式：（1）系統(tǒng)在初狀態(tài)的總機械能等于末狀態(tài)的總機械能即E1=E2或（1/2）mv12+mgh1=（1/2）mv22+mgh2注意初、末態(tài)選同一參考面．（2）物體(或系統(tǒng))減少的勢能等于物體(或系統(tǒng))增加的動能，反之亦然。即－Δ

4、EP=ΔEK（3）若系統(tǒng)內(nèi)只有A、B兩個物體，則A減少的機械能ΔEA等于B增加的機械能ΔEB,即－ΔEA=ΔEB注意（2）、（3）不需要選參考面6、應(yīng)用機械能守恒定律的解題思路（1）確定研究系統(tǒng)（通常是物體和地球、彈簧等）和所研究的過程。（2）進(jìn)行受力分析，確認(rèn)是否滿足守恒的條件。（3）選擇零勢能參考面（點）。（4）確定初、末狀態(tài)的動能和勢能。（5）根據(jù)機械能守恒定律列方程求解。7、應(yīng)用機械能守恒定律應(yīng)該注意（1）必須準(zhǔn)確地選擇系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上分析內(nèi)力和外力的做功情況；（2）必須由守恒條件判斷系統(tǒng)機械能是否守恒；（3）必須準(zhǔn)確地選擇過程，確定初、末狀態(tài)；（4）寫守恒等式時應(yīng)注意狀態(tài)的同一性

5、。三、好題精析例2、如圖所示，輕質(zhì)彈簧豎直放置在水平地面上，它的正上方有一金屬塊從高處自由下落，從金屬塊自由下落到第一次速度為零的過程中（）A、重力先做正功，后做負(fù)功B、彈力沒有做正功C、金屬塊的動能最大時，彈力與重力相平衡D、金屬塊的動能為零時，彈簧的彈性勢能最大BCD例3、如圖所示，在水平臺面上的A點，一個質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出，不計空氣阻力，求它到達(dá)B點時速度的大小。Hv0hB解：物體拋出后運動過程中只受重力作用，機械能守恒，選地面為參考面，則解得例4、有一光滑水平板，板的中央有一小孔，孔內(nèi)穿入一根光滑輕線，輕線的上端系一質(zhì)量為M的小球，輕線的下端系著質(zhì)量分別為m1、m2的

6、兩個物體，當(dāng)小球在光滑水平板上沿半徑為R的軌道做勻速圓周運動時，輕線下端的兩個物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)（如圖）。若將兩物體之間的輕線剪斷，則小球的線速度為多大時才能在水平板上做勻速圓周運動？MHm1m2R解：選小球為研究對象，設(shè)小球沿半徑為R的軌道做勻速圓周運動時的線速度為v0，根據(jù)牛頓第二定律有假設(shè)物體m1上升高度為h，小球的線速度減小為v時，小球在半徑為（R+h）的軌道上再次做勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律有由于系統(tǒng)的機械能守恒，所以小球動能的減少量等于物體m1重力勢能的增加量。即聯(lián)立解得：例5、如圖所示，輕彈簧豎直固定在水平地面上，彈簧的勁度系數(shù)為k，原長為l0。質(zhì)量為m的鐵球由彈簧正上方

7、H高處自由下落，落在離地面多高時它的動能最大？球在離地面多高時，彈簧的彈性勢能最大？解:（1）設(shè)動能最大時彈簧的壓縮量為x1，此時鐵球離地面高度（2）設(shè)彈簧彈性勢能最大時彈簧的壓縮量為x2，平均彈力，重力勢能的減少量轉(zhuǎn)化為彈性勢能，故得則鐵球離地面高度四、變式遷移1、如圖，m1>m2，滑輪光滑且質(zhì)量不計，在m1下降一段距離（不計空氣阻力）的過程中，下列說法正確的是（）A、m1的機械能守恒B、m2的機械能守恒C、m1和m2