高考物理机械能守恒定律复习课件 新人教.ppt
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1、第三节第三节 机械能守恒定律机械能守恒定律2021/8/11 星期三1基基础础知知识识梳理梳理一、重力势能一、重力势能1定义:物体的重力势能等于它定义:物体的重力势能等于它所受所受 与与 的乘积的乘积2公式:公式:Ep .3矢标性:重力势能是标量,但矢标性:重力势能是标量,但有正、负,其意义是表示物体的重力有正、负,其意义是表示物体的重力势能比它在势能比它在 上大还是小,这上大还是小,这与功的正、负的物理意义不同与功的正、负的物理意义不同重力重力高度高度mgh参考平面参考平面2021/8/11 星期三2基基础础知知识识梳理梳理4特点特点(1)系统性:重力势能是系统性:重力势能是 和和 共有共有
2、的的(2)相对性:重力势能的大小与相对性:重力势能的大小与 的的选取有关重力势能的变化是选取有关重力势能的变化是 的,与参考的,与参考平面的选取平面的选取 地球地球物体物体参考平面参考平面绝对绝对无关无关2021/8/11 星期三3基基础础知知识识梳理梳理5重力做功与重力势能变化的关系重力做功与重力势能变化的关系重力做正功时,重力势能重力做正功时,重力势能 ;重重力做负功时,重力势能力做负功时,重力势能 ;重力做多少;重力做多少正正(负负)功,重力势能就功,重力势能就 多少,多少,即即WG .减小减小增大增大减小减小(增大增大)Ep1Ep22021/8/11 星期三4基基础础知知识识梳理梳理
3、二、弹性势能二、弹性势能 1定义:物体由于发生定义:物体由于发生 而具而具有的能有的能 2大小:弹性势能的大小与大小:弹性势能的大小与 及及 有关,弹簧的形变量越大,劲度有关,弹簧的形变量越大,劲度系数系数 ,弹簧的弹性势能,弹簧的弹性势能 弹性形变弹性形变形变量形变量劲度系数劲度系数越大越大越大越大2021/8/11 星期三5基基础础知知识识梳理梳理3弹力做功与弹性势能变化的关系弹力做功与弹性势能变化的关系弹力做正功,弹性势能弹力做正功,弹性势能 ;弹力做负;弹力做负功,弹性势能功,弹性势能 即弹簧恢复原长过程中即弹簧恢复原长过程中弹力做弹力做 ,弹性势能,弹性势能 ,形变量变大的,形变量变
4、大的过程中弹力做过程中弹力做 ,弹性势能,弹性势能 减小减小增大增大正功正功减小减小负功负功增大增大2021/8/11 星期三6基基础础知知识识梳理梳理三、机械能守恒定律三、机械能守恒定律1内容:在只有内容:在只有 或或 做功做功的物体系统内,只存在动能与势能的的物体系统内,只存在动能与势能的相互转化,而总的机械能保持相互转化,而总的机械能保持 不变不变重力重力弹力弹力2021/8/11 星期三7基基础础知知识识梳理梳理2表达式表达式(1)Ek1Ep1 (要选零势要选零势能参考平面能参考平面)(2)Ek (不用选零势能参不用选零势能参考平面考平面)(3)EA增增 (不用选零势能参不用选零势能参
5、考平面考平面)3机械能守恒的条件机械能守恒的条件只有只有 (或弹簧的或弹簧的 )做功或虽做功或虽有其他外力做功但其他力做功的代数有其他外力做功但其他力做功的代数和和 Ek2Ep2EpEB减减重力重力弹弹力力为为零零2021/8/11 星期三8课课堂互堂互动讲练动讲练一、机械能是否守恒的判断方法一、机械能是否守恒的判断方法1利用机械能的定义判断利用机械能的定义判断(直接判直接判断断):若物体在水平面匀速运动,其动:若物体在水平面匀速运动,其动能、势能均不变,机械能不变若一能、势能均不变,机械能不变若一个物体沿斜面匀速下滑,其动能不变,个物体沿斜面匀速下滑,其动能不变,重力势能减少,其机械能减少重
6、力势能减少,其机械能减少2021/8/11 星期三9课课堂互堂互动讲练动讲练2用做功判断:若物体或系统只用做功判断:若物体或系统只有重力有重力(或弹簧的弹力或弹簧的弹力)做功,虽受其他做功,虽受其他力,但其他力不做功,机械能守恒力,但其他力不做功,机械能守恒3用能量转化来判断:若物体系用能量转化来判断:若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则物机械能与其他形式的能的转化,则物体系统机械能守恒体系统机械能守恒4对一些绳子突然绷紧、物体间对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等,除非题目特别说明,非弹性碰撞等,除非题目特别说明,否则机械能
7、必定不守恒否则机械能必定不守恒2021/8/11 星期三10课课堂互堂互动讲练动讲练机械能守恒的条件绝不是合外力机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零,更不是合外力为零;判的功等于零,更不是合外力为零;判断机械能是否守恒时,要根据不同情断机械能是否守恒时,要根据不同情景恰当地选取判断方法景恰当地选取判断方法特别提醒特别提醒2021/8/11 星期三11课课堂互堂互动讲练动讲练1.(2010年广东茂名质检年广东茂名质检)关于机械能是关于机械能是否守恒,下列说法正确的是否守恒,下列说法正确的是()A做匀速直线运动的物体机械能一定做匀速直线运动的物体机械能一定守恒守恒B做圆周运动的物体机械能一定守恒
8、做圆周运动的物体机械能一定守恒C做变速运动的物体机械能可能守恒做变速运动的物体机械能可能守恒D合外力对物体做功不为零,机械能合外力对物体做功不为零,机械能一定不守恒一定不守恒即时应用即时应用2021/8/11 星期三12课课堂互堂互动讲练动讲练解析解析:选选C.做匀速直线运动的物做匀速直线运动的物体与做圆周运动的物体,如果是在竖体与做圆周运动的物体,如果是在竖直平面内则机械能不守恒,直平面内则机械能不守恒,A、B错误;错误;合外力做功不为零,机械能可能守恒,合外力做功不为零,机械能可能守恒,D错误、错误、C正确正确2021/8/11 星期三13课课堂互堂互动讲练动讲练二、机械能守恒定律的三种常
9、用二、机械能守恒定律的三种常用表达式表达式1体现能量守恒思想的表达式:体现能量守恒思想的表达式:EkEpEkEp,表示系统初状态机,表示系统初状态机械能的总和与末状态机械能的总和相械能的总和与末状态机械能的总和相等等2021/8/11 星期三14课课堂互堂互动讲练动讲练2体现能量转化思想的表达式:体现能量转化思想的表达式:EkEp,表示系统,表示系统(或物体或物体)机械能机械能守恒时,系统减少守恒时,系统减少(或增加或增加)的重力势能的重力势能等于系统增加等于系统增加(或减少或减少)的动能,在分析的动能,在分析重力势能的增加量或减少量时,可不重力势能的增加量或减少量时,可不选参考平面选参考平面
10、3体现能量转移思想的表达式:体现能量转移思想的表达式:EA增增EB减减,表示若系统由,表示若系统由A、B两两部分组成,则部分组成,则A部分物体机械能的增加部分物体机械能的增加量与量与B部分物体机械能减少量相等部分物体机械能减少量相等2021/8/11 星期三15课课堂互堂互动讲练动讲练1运用运用“1”列式,应选好零势列式,应选好零势能面,且初、末状态必须用同一零势能面,且初、末状态必须用同一零势能面计算势能能面计算势能2运用运用“2”列式,关键要分清列式,关键要分清势能的增加量或减少量,可不选零势势能的增加量或减少量,可不选零势能面而直接计算初、末状态的势能差能面而直接计算初、末状态的势能差3
11、运用运用“3”列式,常用于解决列式,常用于解决两个或多个物体系统的机械能守恒问两个或多个物体系统的机械能守恒问题题特别提醒特别提醒2021/8/11 星期三16课课堂互堂互动讲练动讲练2如图如图531所所示,在水平台面上的示,在水平台面上的A点,点,一个质量为一个质量为m的物体以初的物体以初速度速度v0被抛出,不计空气被抛出,不计空气阻力,求它到达台面下阻力,求它到达台面下h处的处的B点时速度的大小点时速度的大小即时应用即时应用图图5 53 31 12021/8/11 星期三17课课堂互堂互动讲练动讲练解析:解析:法一:物体在抛出后的法一:物体在抛出后的运动过程中只受重力作用,机械能运动过程中
12、只受重力作用,机械能守恒守恒若选台面为参考面,若选台面为参考面,2021/8/11 星期三18课课堂互堂互动讲练动讲练法二:重力势能的减少量等于动法二:重力势能的减少量等于动能的增加量,能的增加量,2021/8/11 星期三19课课堂互堂互动讲练动讲练三、机械能守恒定律与动能定理三、机械能守恒定律与动能定理的区别的区别1机械能守恒是有条件的,而动机械能守恒是有条件的,而动能定理具有普适性能定理具有普适性2机械能守恒定律反映的是物体机械能守恒定律反映的是物体初、末状态的机械能间的关系,而动初、末状态的机械能间的关系,而动能定理揭示的是物体的动能变化与引能定理揭示的是物体的动能变化与引起这种变化的
13、合外力的功的关系,既起这种变化的合外力的功的关系,既关心初、末状态的动能,也必须认真关心初、末状态的动能,也必须认真分析对应这两个状态间经历的过程中分析对应这两个状态间经历的过程中各力做功情况各力做功情况2021/8/11 星期三20课课堂互堂互动讲练动讲练3动能定理侧重于解决一个研究动能定理侧重于解决一个研究对象受合外力做功的影响,而引起自对象受合外力做功的影响,而引起自身动能的变化,即外界因素与自身变身动能的变化,即外界因素与自身变化的关系;而机械能守恒定律是排除化的关系;而机械能守恒定律是排除外界因素对系统的影响,研究系统内外界因素对系统的影响,研究系统内两个或多个研究对象之间动能和势能
14、两个或多个研究对象之间动能和势能相互影响、相互转化的规律相互影响、相互转化的规律2021/8/11 星期三21课课堂互堂互动讲练动讲练3如图如图532所示,一根全所示,一根全长为长为s、粗细均匀、粗细均匀的铁链,对称地挂的铁链,对称地挂在光滑的轻小滑轮在光滑的轻小滑轮上,当受到轻微的上,当受到轻微的扰动,求铁链脱离扰动,求铁链脱离滑轮瞬间速度的大滑轮瞬间速度的大小小即时应用即时应用图图5 53 32 22021/8/11 星期三22课课堂互堂互动讲练动讲练解析解析:法一:根据动能定理列方:法一:根据动能定理列方程:程:法二:根据机械能守恒,选滑轮法二:根据机械能守恒,选滑轮顶端为零势能面,列方
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