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《北京专用2020版高考物理总复习第六章第3讲机械能守恒定律及其应用课件.pptx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第3讲 机械能守恒定律及其应用一重力势能二弹性势能三机械能守恒定律知识梳理考点一弹性势能和弹簧弹力做功考点二机械能守恒条件的判断方法考点三单一物体的机械能守恒问题深化拓展考点四系统机械能守恒知识梳理一、重力势能1.定义:物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。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①零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②地球和③物体共有的。(2)相对性:重力势能的大小与④零势能面的选取有关。重力势能的变化是绝对的,与参
2、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=⑤-ΔEp。二、弹性势能1.定义:物体由于发生①弹性形变而具有的能。2.大小:弹性势能的大小与②形变量及③劲度系数有关,弹簧的形变量越大,劲度系数④越大,弹簧的弹性势能⑤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,即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。三、机械能守恒定律1.内容:在只有①重力或弹
3、力做功的物体系统内,②动能和③势能可以相互转化,而机械能的总量④保持不变。2.守恒表达式观点表达式守恒观点E1=E2,Ek1+Ep1=⑤Ek2+Ep2转化观点ΔEk=⑥-ΔEp转移观点ΔEA=⑦-ΔEB1.将质量为100kg的物体从地面提升到10m高处,在这个过程中,下列说法中正确的是(取g=10m/s2)(C)A.重力做正功,重力势能增加1.0×104JB.重力做正功,重力势能减少1.0×104JC.重力做负功,重力势能增加1.0×104JD.重力做负功,重力势能减少1.0×104J解析提升物体过程中,重力做多少负功,重力势能就增加多少。2.如图所示
4、,在光滑水平面上有一物体,它的左端连接着一轻弹簧,弹簧的另一端固定在墙上,在力F作用下物体处于静止状态,当撤去力F后,物体将向右运动,在物体向右运动的过程中,下列说法正确的是(D)A.弹簧的弹性势能逐渐减少B.物体的机械能不变C.弹簧的弹性势能先增加后减少D.弹簧的弹性势能先减少后增加解析撤去力F后,物体向右先加速运动,后减速运动,在弹簧恢复原长之前,弹性势能减少,之后弹簧被拉长,弹性势能变大。3.从高为h处以速度v0竖直向上抛出一个质量为m的小球,如图所示。若取抛出点小球的重力势能为0,不计空气阻力,则小球着地时的机械能为(C)A.mghB.mgh+
5、mC.mD.m-mgh解析若取抛出点小球的重力势能为0,不计空气阻力,则小球刚抛出时的机械能为m,因小球运动过程中只有重力做功,小球机械能守恒,则小球着地时的机械能为m。深化拓展考点一 弹性势能和弹簧弹力做功一、弹性势能1.定义:物体发生弹性形变时所具有的能量叫弹性势能2.表达式:E弹=kx23.说明(1)弹性势能是相对系统而言。发生形变的物体上所有质点因相对位置改变而具有的能量。(2)弹性势能也是相对的,对弹簧,一般规定零势能点在原长位置。二、弹簧弹力做功与弹性势能的变化1.弹簧弹力做正功,弹性势能减少弹簧弹力做负功,弹性势能增加2.表达式W弹=-Δ
6、Ep=k-kW弹=EP1-EP21-1(2015北京理综,23)如图所示,弹簧的一端固定,另一端连接一个物块,弹簧质量不计。物块(可视为质点)的质量为m,在水平桌面上沿x轴运动,与桌面间的动摩擦因数为μ。以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O,当弹簧的伸长量为x时,物块所受弹簧弹力大小为F=kx,k为常量。(1)请画出F随x变化的示意图;并根据F-x图像求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹力所做的功。(2)物块由x1向右运动到x3,然后由x3返回到x2,在这个过程中,a.求弹力所做的功,并据此求弹性势能的变化量;b.求滑动摩擦力所做的功;并与弹力做功比
7、较,说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。答案(1)F-x图像如图 -kx2(2)a.k-kk-kb.见解析解析(1)F-x图像答案见图。物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中,弹力做负功;F-x图线下的面积等于弹力做功大小。弹力做功WT=-·kx·x=-kx2(2)a.物块由x1向右运动到x3的过程中,弹力做功WT1=-·(kx1+kx3)·(x3-x1)=k-k物块由x3向左运动到x2的过程中,弹力做功WT2=·(kx2+kx3)·(x3-x2)=k-k整个过程中,弹力做功WT=WT1+WT2=k-k弹性势能的变化量ΔEp=-WT=k-
8、kb.整个过程中,摩擦力做功Wf=-μmg·(2x3-x1-x2)与弹力做功比较:弹力做功与x
