学案20机械能守恒定律和其应用

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1、学案20　机械能守恒定律及其应用物理概念规律名称概念内容、公式说明功恒力做功：W=Flcosθ;0≤θ<90。，cosθ>0,W>0,做正功，90。<θ≤180。,cosθ<0,W<0,做负功；θ=90。时，cosθ=0，W=0不做功做功的必备因素：力和物体在力的方向上发生的位移变力做功用功能关系W=△E来求；当变力功率P一定时，W=Pt当力的方向不变，大小随位移作线性变化时，；总功的求法：W总=F合lcosθW总=W1+W2+...+Wn=F1l1cosθ1+F2l2cosθ2+.。。。。功率平

2、均功率瞬时功率为F与v的夹角，当v为平均速度时v为平均速度机械效率h<1，且用百分数表示动能Ek=Ek总是正值，没有负值重力势能Ep是标量，x为物体的形变量弹性势能机械能E=Ek+EpEp是标量，x为物体的形变量动能定理力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化,W合为合外力做的功或外力做功的代数和，与位移有关的问题常用动能定理求解机械能守恒定律①对某一物体，若只有重力或弹簧弹力做功，其他力不做功，则该物体机械能守恒;②对某一系统，物体间只存在动能和势能的相互转化，系统与外界无机

3、械能的传递和转化，则系统机械能守恒或△Ek=△Ep或△E=0对于绳子突然绷紧，物体间非弹性碰撞问题，除非题目有特别说明，否则机械能必定不守恒机车的两种启动方式汽车以恒定功率启动汽车以恒定加速度启动特点加速度逐渐减小的变加速运动，加速度为零时，汽车的速度达到最大，此时F牵=Ff,最大速度为起初牵引力为恒力，由P=Fv可得，汽车的输出功率必将越来越大，达到额定功率后只能再以恒定的额定功率运动，做加速度不断减小的加速运动，直到达到最大速度，以后做匀速运动。一、重力势能与弹性势能1.重力势能(1)重力做功

4、的特点①重力做功与路径无关，只与始末位置的________有关．②重力做功不引起物体________的变化．(2)重力势能①公式：Ep＝mgh.②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________上大还是小，这与功的正、负的物理意义不同．③系统性：重力势能是________和________共有的．④相对性：重力势能的大小与________的选取有关．重力势能的变化是________的，与参考平面的选取________(3)重力做功与重力势能变化的关系①定性关系：

5、重力对物体做正功，重力势能就________；重力对物体做负功，重力势能就________②定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量．即WG＝－(Ep2－Ep1)＝________2．弹性势能(1)大小：弹簧的弹性势能的大小与弹簧的________及________有关．(2)弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做________，弹性势能减小，弹力做负功，弹性势能________【针对训练】1.图5－3－1“蹦极”是一项非常刺激的体育运动．如图5－3－1所示，运动员身系弹性绳自高空中Q点

6、自由下落，图中a是弹性绳的原长位置，c是运动员所到达的最低点，b是运动员静止地悬吊着时的平衡位置．则(　　)A．由Q到c的整个过程中，运动员的动能及重力势能之和守恒B．由a下降到c的过程中，运动员的动能一直减小C．由a下降到c的过程中，运动员的动能先增大后减小D．由a下降到c的过程中，弹性绳的弹性势能一直增大二、机械能守恒定律1.内容在只有________做功的物体系统内，动能和势能可以互相________，而总的机械能保持________2．机械能守恒的条件只有________或________

7、做功．3．守恒表达式观点表达式守恒观点E1＝_____，Ek1＋Ep1＝_____＝恒量转化观点ΔEk＝________转移观点ΔEA减＝________【针对训练】2.图5－3－2如图5－3－2所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的是(　　)A．重力势能和动能之和总保持不变B．重力势能和弹性势能之和总保持不变C．动能和弹性势能之和总保持不变D．重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变机械能守恒条件的理解1.守恒条件机械能守恒的条件是只有

8、重力、弹力做功，可以从以下三方面理解：(1)只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动，物体的机械能守恒．(2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功．(3)弹力做功伴随着弹性势能的变化，并且弹力做的功等于弹性势能的减少量．2．几种常见情况分析(1)水平面上物体做匀速直线运动或匀速圆周运动，其机械能保持不变．(2)光滑斜面上的物体沿斜面匀加速下滑或匀减速上滑时机械能守恒．若物体受摩擦力或其他力作用匀速下滑或匀速上滑，则机械能不守恒．(3)物体在竖直面内的光滑轨道