2019版高考物理大一轮复习第五章机械能守恒定律第3课时机械能守恒定律及其应用学案

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1、第3课时　机械能守恒定律及其应用一、重力势能1.重力做功的特点(1)重力做功与路径无关，只与始、末位置的高度差有关。(2)重力做功不引起物体机械能的变化。2.重力做功与重力势能变化的关系(1)定性关系：重力对物体做正功，重力势能就减小；重力对物体做负功，重力势能就增大。(2)定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势能的减小量。即WG＝－(Ep2－Ep1)＝Ep1－Ep2＝－ΔEp。(3)重力势能的相对性和系统性①重力势能的具体大小与零势能面的选取是有关的，即具有相对性。②重力势能是物体和地球共有的，即具有系统性。二、弹性势能1.概念：

2、物体由于发生弹性形变而具有的能。2.大小：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。3.弹力做功与弹性势能变化的关系：类似于重力做功与重力势能变化的关系，用公式表示：W＝－ΔEp。三、机械能及其守恒定律1.机械能：动能和势能统称为机械能，其中势能包括弹性势能和重力势能。2.机械能守恒定律(1)内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。(2)表达式：mgh1＋mv＝mgh2＋mv。3.守恒条件：只有重力或弹簧的弹力做功。【思考判断】1.重力

3、势能的大小与零势能参考面的选取有关(√)2.重力势能的变化量与零势能参考面的选取无关(√)3.被举高的物体重力势能一定不为零(×)4.物体所受合外力为零，其机械能一定守恒(×)5.合外力做功为零，物体的机械能一定守恒(×)6.做匀速运动的物体其机械能一定守恒(×)7.克服重力做功，物体的重力势能一定增加(√)8.发生弹性形变的物体都具有弹性势能(√)考点一　重力势能(c/c)　弹性势能(b/b)[要点突破]1.对重力做功和重力势能的几点理解(1)重力做功的大小与物体的运动状态无关，与物体是否受其他力无关。(2)重力做功，一定会引起重力

4、势能的变化。(3)重力势能是标量，但有正负，其意义表示物体的重力势能比它在参考平面的重力势能大还是小。(4)WG＝－ΔEP中的负号表示重力做的功与重力势能变化的绝对值相等，符号相反。2.对弹性势能的理解(1)弹性势能是由物体的相对位置决定的能。(2)当弹簧形变量的长度为零时，弹性势能计为零，弹簧被拉长或压缩后，都具有弹性势能。(3)表达式适用范围：在弹簧的弹性限度之内，该式成立，与其他受力无关，与运动状态无关。[典例剖析]【例1】关于重力势能，下列说法中正确的是(　　)A.物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定B.物体与零势

5、能面的距离越大，它的重力势能也越大C.一个物体的重力势能从－5J变化到－3J，重力势能减少了D.重力势能的变化量与零势能面的选取无关解析　物体的重力势能与零势能面的选取有关，同一物体在同一位置相对不同的零势能面的重力势能不同，选项A错误；物体在零势能面以上，距零势能面的距离越大，重力势能越大；物体在零势能面以下，距零势面的距离越大，重力势能越小，选项B错误；重力势能中的正、负号表示大小，－5J的重力势能小于－3J的重力势能，选项C错误；重力做的功量度了重力势能的变化，选项D正确。答案　D【例2】如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左

6、端连一弹簧，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(　　)A.弹簧的弹性势能逐渐减少B.弹簧的弹性势能逐渐增加C.弹簧的弹性势能先增加再减少D.弹簧的弹性势能先减少再增加解析　当力F作用在物体上时，弹簧处于压缩状态，具有弹性势能，当撤去力F后，物体向右运动。随着物体向右运动，弹簧的压缩量逐渐减小，弹性势能减少，当弹簧恢复原长时，弹性势能为零，但物体的运动速度仍然向右，继续向右运动，弹簧被拉长，弹性势能增加，所以选项D正确。答案　D【方法总结】(1)物体

7、的重力势能大小与参考面的选择有关。(2)重力做功过程是重力势能改变的过程，重力势能的改变只与重力做功有关，与其他力做功无关。[针对训练]1.篮球场上，运动员练习投篮，篮球划过一条漂亮的弧线落入篮筐，球的轨迹如图中虚线所示。从篮球出手到落入篮筐的过程中，篮球的重力势能(　　)A.一直增大B.一直减小C.先减小后增大D.先增大后减小解析　篮球出手后先上升后下降，故重力势能先增大后减小，D正确。答案　D2.如图所示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是(　　)A.重力势能减少，弹性势能

8、增大B.重力势能增大，弹性势能减少C.重力势能减少，弹性势能减少D.重力势能不变，弹性势能增大解析　弹簧向下压缩的过程中，弹簧压缩量增大，弹性势能增大；重力做正功，重力势能减少，故A正确。答案　A考点二　机械能守恒定律及