【三年高考两年模拟】2017年高考物理新课标一轮复习课件:第6章 第3讲 机械能守恒定律及其应用
39页1、课标版 物理,第3讲 机械能守恒定律及其应用,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 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 和 共有的。 (2)相对性:重力势能的大小与 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。,零势能面,地球,物体,零势能面,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= 。 自测1 (2015山西太原质检)将质量为100 kg的物体从地面提升到10 m高 处,在这个过程中,下列说法中正确的是(取g=10 m/s2) ( ) A.重力做正功,重力势能增加1.0104 J B.重力做正功,重力势能减少1.0104 J C.重力做负功,重力势能增加1.0104 J D.重力做负功,重力势能减少1.0104 J 答案 C 物体位置升高,重力做负功,重力势能增加,Ep增=m
2、gh=1.0104 J。,-Ep,自测2 (2015广西四市联考,18)竖直平面内有一个 圆弧AB,OA为水平半 径,现从圆心O处(取过OA的水平面为零势能面,不计空气阻力)以一定的初 速度水平抛出一个小球,小球刚好落到圆弧的中点,则小球的初动能与小球 落到圆弧上时的重力势能之比为 ( ) A. B. C.- D.-,答案 D 小球在水平和竖直方向,分别有r sin 45=v0t,r cos 45= gt2,解 得v0= ,初动能Ek0= m = mg2t2,小球落到圆弧上时的重力势能Ep=-mgr cos 45=- mg2t2,则小球的初动能与小球落到圆弧上时的重力势能之比为- ,选项D正确。,二、弹性势能 1.定义:物体由于发生 而具有的能。 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 ,弹簧的弹性势能 。 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 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
3、参考平面有关,具有任意性。,弹性形变,形变量,劲度系数,越大,越大,自测3 (2015新疆第一次检测,20)(多选)如图所示,轻质弹簧竖直放置在水 平地面上,它的正上方有一金属块从高处自由下落,从金属块自由下落到第 一次速度为零的过程中 ( ) A.下落过程中的最大加速度等于重力加速度g B.下落到最低点时金属块加速度等于重力加速度g C.金属块的动能最大时,弹力与重力大小相等 D.金属块的动能为零时,弹簧的弹性势能最大,答案 CD 金属块与弹簧接触以后,弹簧的形变量逐渐增大,弹簧弹力先 小于重力后大于重力,因此金属块下落过程中先加速到速度达到最大值(此 时加速度为0)后减速运动到速度为0;若金属块下落过程中弹力大于2倍金 属块的重力,则最大加速度就大于重力加速度了,选项A、B错误;当弹力与 重力大小相等时,速度达到最大值,金属块的动能也最大,选项C正确;当金 属块下落到最低点时,速度为0,即金属块的动能也为0,由机械能守恒可知, 此时弹簧的弹性势能最大,选项D正确。,三、机械能守恒定律 1.内容:在只有 做功的情况下,物体系统内的 和 相互转化,机械能的总量 。 2.守恒表达式,重力
4、或弹力,动能,势能,保持不变,自测4 (辨析题) (1)被举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),自测5 (多选)如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是 ( ) A.甲图中,火箭升空的过程中,若匀速升空机械能守恒,若加速升空机械能 不守恒 B.乙图中物体匀速运动,机械能守恒 C.丙图中小球做匀速圆周运动,机械能守恒,D.丁图中,轻弹簧将A、B两小车弹开,两小车组成的系统机械能不守恒,两 小车和弹簧组成的系统机械能守恒 答案 CD 甲图中无论火箭匀速上升还是加速上升,由于有推力做功,机 械能增加,因而机械能不守恒。乙图中拉力F做功,机械能不守恒。丙图中, 小球受到的所有力都不做功,机械能守恒。丁图中,弹簧的弹力做功,弹簧 的弹性势能转化为两小车的动能,两小车与弹簧组成的系统机械能守恒。,考点一 对重力势能和弹性势能的理解 1
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