高三物理综合复习讲义第五讲机械能及其守恒定律中学教育高考-高考.pdf

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1、第五讲 机械能及其守恒定律 知识点回顾 一、功 1.概念:物体受到力的作用,并在力的方向上发生一段位移,就叫做力对物体做了功.2.做功的两个不可缺少的因素:力和物体在力的方向上发生的位移.3.恒力对物体做功大小的计算式为:W=Fscos,单位:J.其中 F应是恒力,是 F和 s 方向之间的夹角，scos 即为在力的方向上发生的位移。4.功有正负,但功是标量.(1)功的正、负的判断:若 00900,则 F 做正功;若=900,则 F 不做功;若 9000时,Ek2Ek1,物体的动能增加;W总0时,Ek2Ek1,物体的动能减小;W总=0时,Ek2=Ek1,物体的动能不变.4.由牛顿第二定律与运动学

2、公式推出动能定理 设物体的质量为 m，在恒力 F作用下，通过位移为 S，其速度由 v0变为 vt，则：根据牛顿第二定律 F=ma 根据运动学公式 2as=vt2一 v02 由得：FS=mvt2 mv02 四、机械能守恒定律 1.机械能:物体的动能和势能统称为机械能,即 E=Ek+Ep.其中势能包括重力势能和弹性势能.2.机械能守恒定律:在只有重力做功的情形下,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变.如果还有弹力做功,则发生动能、重力势能和弹性势能的相互转化,但机械能的总量仍保持不变.3.表达式:(1)kpkpEEEE;(2)减增pkEE 用时,需要规定重力势能的参考平面.用时

3、则不必规定重力势能的参考平面，因为重力势能的改变量与参考平面的选取没有关系.4.机械能守恒的条件:只有重力或弹力做功,包括以下三种情况:(1)只有重力和弹力作用,没有其他力作用;(2)有重力、弹力以外的力作用,但这些力不做功;(3)有重力、弹力以外的力做功,但这些力做功的代数和为零.5.对机械能守恒定律的理解(1)机械能守恒定律的研究对象一定是系统，至少包括地球在内.通常我们说“小球的机械能守恒”其实一定也就包括地球在内,因为重力势能就是小球和地球所共有的.另外物体动能中的v,也是相对于地面的速度.(2)当研究对象(除地球以外)只有一个物体时,往往根据是否“只有重力做功”来判定机械能是否守恒;

4、当研究对象(除地球以外)由多个物体组成时,往往根据是否“没有摩擦和介质阻力”来判定机械能是否守恒.(3)“只有重力做功”不等于“只受重力作用”,在该过程中,物体可以受其它力的作用,只要这些力不做功,或所做功的代数和为零,就可以认为是“只有重力做功”.6.应用机械能守恒定律解题的基本步骤 （1）根据题意选取研究对象（物体或系统）（2）明确研究对象的运动过程，分析对象在过程中的受力情况，弄清各力做功的情况，判断机械能是否守恒 （3）恰当地选取零势面，确定研究对象在过程中的始态和末态的机械能 （4）根据机械能守恒定律的不同表达式列式方程，若选用了增（减）量表达式，（3）就应成为确定过程中，动能、势能

5、在过程中的增减量或各部分机械能在过程中的增减量来列方程进行求解 做了功做功的两个不可缺少的因素力和物体在力的方向上发生的位移恒力对物体做功大小的计算式为单位其中应是恒力是和方向之间的夹角即为在力的方向上发生的位移功有正负但功是标量功的正负的判断若则做正功若则不做功若功还是阻力对物体做功或者说功的正负表示是力对物体做了功还是物体克服这个力做了功功的正负还表示能量转化的方向如重力做正功重力势能减小重力做负功重力势能增加合外力做正功物体动能增加合外力做负功物体动能减小功和即也可先求合力再利用求解功是能量转化的量度做功过程一定伴随能量的转化并且做多少功就有多少能量发生转合合化变力做功问题是用来计算恒力

6、的功若是变力求变力的功只有过将变力转化为恒力再用计算有两类不同的力一类五、能量的转化和守恒定律（一）、内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或从一个物体转移到另一个物体。在转化或转移的过程中其总量不变，这就是能的转化和守恒定律。能量守恒定律可从下面两个角度理解：1、某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等。2、某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量一定与增加量相等。这也是我们列能量守恒定律方程式的两条基本思路。（二）、应用能量守恒定律解决动力学问题、能量守恒应从下面两方面去理解：（）某种形式的能减少，一定存在其它

7、形式的能增加，且减少量一定等于增加量。（）某个物体的能量的减少，一定存在其它物体的能量增加，且减少量一定等于增加量。、应用能量守恒定律解题的步骤是：（）分析物体的运动过程，从而在头脑中建立起一幅物体运动的正确图景；（）研究物体在运动过程中有多少种形式的能（如动能、势能、内能、电能等）在转化，关键是弄清什么形式的能增加，什么形式的能减少。（）增加的能量和减少的能量用相应的力做的功来表示，然后列出恒等式 减增。做了功做功的两个不可缺少的因素力和物体在力的方向上发生的位移恒力对物体做功大小的计算式为单位其中应是恒力是和方向之间的夹角即为在力的方向上发生的位移功有正负但功是标量功的正负的判断若则做正功若则不做功若功还是阻力对物体做功或者说功的正负表示是力对物体做了功还是物体克服这个力做了功功的正负还表示能量转化的方向如重力做正功重力势能减小重力做负功重力势能增加合外力做正功物体动能增加合外力做负功物体动能减小功和即也可先求合力再利用求解功是能量转化的量度做功过程一定伴随能量的转化并且做多少功就有多少能量发生转合合化变力做功问题是用来计算恒力的功若是变力求变力的功只有过将变力转化为恒力再用计算有两类不同的力一类