2018高考物理(新课标)一轮复习讲解第六章机械能第3讲机械能守恒定律及其应用
38页1、物理 课标版,第3讲 机械能守恒定律及其应用,考点一 对重力势能和弹性势能的理解 一、重力势能 1.定义:物体的重力势能等于它所受重力与高度的乘积。 2.公式:Ep=mgh。 3.矢标性:重力势能是标量,但有正、负,其意义是表示物体的重力势能 比它在 零势能面 上的重力势能大还是小,这与功的正、负的物理 意义不同。,4.特点 (1)系统性:重力势能是 地球 和 物体 共有的。 (2)相对性:重力势能的大小与 零势能面 的选取有关。重力势能 的变化是绝对的,与参考平面的选取无关。 5.重力做功与重力势能变化的关系 重力做正功时,重力势能减小;重力做负功时,重力势能增加;重力做多少 正(负)功,重力势能就减小(增加)多少,即WG= -Ep 。,二、弹性势能 1.定义:物体由于发生 弹性形变 而具有的能。 2.大小:弹性势能的大小与 形变量 及 劲度系数 有关,弹簧的 形变量越大,劲度系数 越大 ,弹簧的弹性势能 越大 。 3.弹力做功与弹性势能变化的关系 弹力做正功,弹性势能减小;弹力做负功,弹性势能增加。如弹簧恢复原 长过程中弹力做正功,弹性势能减小,形变量变大的过程中弹力做负功, 弹性
2、势能增加。 注意 物体弹性形变为零时,对应弹性势能为零,而重力势能的零位置 与所选的参考平面有关,具有任意性。,(1)重力势能的变化与零势能参考面的选取无关。 ( ) (2)克服重力做功,物体的重力势能一定增加。 ( ) (3)发生弹性形变的物体都具有弹性势能。 ( ) (4)弹力做正功弹性势能一定增加。 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4),1.重力势能 (1)重力势能是地球和物体组成的系统共有的,而不是物体单独具有 的。 (2)重力势能(Ep=mgh)是相对的,式中的h是物体的重心到参考平面(零重 力势能面)的高度,若物体在参考平面以上,则重力势能为正值;若物体在 参考平面以下,则重力势能为负值,通常选择地面作为参考平面。 2.弹性势能: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 变量越大、劲度系数越大,弹簧的弹性势能越大。,1-1 (2016四川理综,1,6分)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠 的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同 一姿态下滑了一段距离,重力对他做功1 900 J,他克服阻力做功100 J。 韩晓鹏在此过程中 ( )
3、A.动能增加了1 900 J B.动能增加了2 000 J C.重力势能减小了1 900 J D.重力势能减小了2 000 J 答案 C 由动能定理可知,Ek=1 900 J-100 J=1 800 J,故A、B均错。 重力势能的减少量等于重力做的功,故C正确、D错。,1-2 (多选)关于重力做功和物体的重力势能,下列说法中正确的是 ( ) A.当重力对物体做正功时,物体的重力势能一定减少 B.物体克服重力做功时,物体的重力势能一定增加 C.地球上任何一个物体的重力势能都有一个确定值 D.重力做功的多少与参考平面的选取无关 答案 ABD 物体重力势能的大小与参考平面的选取有关,故C错误; 重力做正功时,物体由高处向低处运动,重力势能一定减少,反之,物体克 服重力做功时,物体由低处向高处运动,重力势能一定增加,故A、B正 确;重力做多少功,物体的重力势能就变化多少,重力势能的变化与参考 平面的选取无关,故D正确。,考点二 机械能守恒的判断 1.机械能守恒定律:在只有 重力或弹力 做功的情况下,物体系统内 的 动能 和 势能 相互转化,机械能的总量 保持不变 。 2.守恒表达式,(1)被举
4、到高处的物体重力势能可以为零。 ( ) (2)弹簧弹力做正功时,弹性势能增加。 ( ) (3)物体在速度增大时,其机械能可能在减小。 ( ) (4)物体所受合外力为零时,机械能一定守恒。 ( ) (5)物体受到摩擦力作用时,机械能一定要变化。 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5),注意 (1)当物体所受的合力为零(或合力做功为零)时,物体的机械能 不一定守恒。 (2)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。,2-1 在如图所示的物理过程示意图中,甲图为一端固定有小球的轻杆, 从右偏上30角释放后绕光滑支点摆动;乙图为末端固定有小球的轻质 直角架,释放后绕通过直角顶点的固定轴O无摩擦转动;丙图为置于光滑 水平面上的A、B两小车,B静止,A获得一向右的初速度后向右运动,某时 刻连接两车的细绳绷紧,然后带动B车运动;丁图为置于光滑水平面上的带有竖直支架的小车,把用细绳悬挂的小球从图示位置释放,小球开始 摆动。则关于这几个物理过程(空气阻力忽略不计),下列判断中正确的 是 ( ),A.甲图中小球机械能守恒 B.乙图中小球A的机械能守恒
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