专题二十一 机械能守恒定律及其应用

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1、高三物理复习学案专题二十一机械能守恒定律及其应用【学习目标】1．知道机械能的各种形式，能够分析动能和势能之间的相互转化。２．会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题。【自主学习】一、重力做功与重力势能1.重力做功的特点（1）重力做功与________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.重力势能与弹性势能二、机械能守恒定律1.内容：在只有重力或弹力做功的情况下，物体的______与______相互转化，但机械能的总量保持______.2.机械能守恒定律表达式27【考点分

2、析】考点一重力做功与重力势能1.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；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量，即WG=-(Ep2-Ep1)=Ep1-Ep2.(3)重力势能的变化是绝对的，与参考面的选取关.2.弹力做功与弹性势能变化的关系(1)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.(2)对于弹性势能，一般物体的弹性形变量越大,弹性势能越.【例1】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

3、/s2)()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考点二　机械能守恒的判断1．机械能守恒的条件：只有或系统内的做功．可以从以下两个方面理解：(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．例如物体沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力不做功，物体的机械能守恒．2．判断方法27(1)当研究对象(除地球外)只有一个物体时，一般根

4、据是否“只有重力(或弹簧弹力)做功”来判定机械能守恒．(2)当研究对象(除地球外)由多个物体组成时，往往根据是否“没有介质阻力和摩擦力”来判定机械能守恒．(3)注意以下几点：①“只有重力(或弹簧弹力)做功”不等于“只受重力(或弹簧弹力)作用”；②势能具有相对性，一般以解决问题简便为原则选取零势能面；③与绳子突然绷紧、物体间碰撞等相关的问题，除题中说明无能量损失或弹性碰撞外，机械能一定不守恒．【例2】如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为

5、零．则在圆环下滑过程中(　　)．A．圆环机械能守恒B．弹簧的弹性势能先增大后减小C．弹簧的弹性势能变化了mghD．弹簧的弹性势能最大时圆环动能最大考点三　机械能守恒定律的几种表达形式1．守恒观点(1)表达式：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或E1＝E2.(2)意义：系统初状态的机械能等于末状态的机械能．(3)注意问题：要先选取零势能参考平面，并且在整个过程中必须选取同一个零势能参考平面．2．转化观点(1)表达式：ΔEk＝－ΔEp.(2)意义：系统(或物体)的机械能守恒时，系统增加(或减少)的动能等于系统减少(或增加)的势能．27(3)注意问题：要明确势能的增加量或减少

6、量，即势能的变化，可以不选取零势能参考平面．3．转移观点(1)表达式：ΔEA增＝ΔEB减．(2)意义：若系统由A、B两部分组成，当系统的机械能守恒时，则A部分物体机械能的增加量等于B部分物体机械能的减少量．(3)注意问题：A部分机械能的增加量等于A末状态的机械能减初状态的机械能，而B部分机械能的减少量等于B初状态的机械能减末状态的机械能．【例3】乒乓球上下振动,振动的幅度愈来愈小,关于乒乓球的机械能,下列说法中正确的是()A.机械能守恒B.机械能减少C.机械能增加D.机械能有时增加,有时减少【感悟高考真题】1.（2012上海）16．如图，可视为质点的小球A、B用不可

7、伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R有光滑圆柱，A的质量为B的两倍。当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高。将A由静止释放，B上升的最大高度是（）（A）2R（B）5R/3（C）4R/3（D）2R/32.（2012广东）17图4是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部B处安装一个压力传感器，其示数N表示该处所受压力的大小，某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑，通过B是，下列表述正确的有A.N小于滑块重力B.N大于滑块重力C.N越大表明h越大D.N越大表明h越小3.（2012浙江）2718、由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB段是半径为R的