高考物理機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用考點(diǎn)總結(jié)(已修改)
2025-08-31 14:50 本頁面
【正文】 一、勢能 相互作用物體的相對位置有關(guān)的能量叫做勢能，勢能 包括 勢能和 勢能． 1．重力勢能 (1)概念：物體由于 而具有的能． (2)大?。?Ep＝ . (3)相對性：重力勢能的大小和正負(fù)與 的選取有關(guān)， 在期之上的為 值，在期之下的為 值． 重力 彈性 mgh 參考平面 正 負(fù) 被舉高 (4)系統(tǒng)性：重力勢能是 與 所組成的這個(gè) “ ” 所 共有的． (5)重力做功的特點(diǎn)：物體運(yùn)動時(shí)，重力對它做的功只跟它的 起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動的路徑無關(guān)． (6)重力做功與重力勢能變化的關(guān)系 重力對物體做的功 物體重力勢能的減少量，即 WG＝－ (Ep2－ Ep1)＝ . 地球 物體 系統(tǒng) 等于 Ep1－ Ep2 2．彈性勢能 (1)概念：物體由于發(fā)生 而具有的能． (2)大小：彈簧的彈性勢能的大小與彈簧的 及 有關(guān)． (3)彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系：彈力做 ， 彈性勢能減小，彈力做負(fù)功，彈性勢能 ． 彈性形變 形變量 勁度系數(shù) 正功 增加 二、機(jī)械能及其守恒定律 1．機(jī)械能： 動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能，即 E＝ Ek＋ Ep. 2．機(jī)械能守恒定律 (1)內(nèi)容：在只有 或 做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與 勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能 ． (2)表達(dá)式： Ep1＋ Ek1＝ . (3)機(jī)械能守恒的條件： ． 重力 彈力 保持不變 Ep2＋ Ek2 只有重力或彈力做功 1．重力勢能的正負(fù)及大小與零勢能面的選取有關(guān)，彈 性勢能一般選彈簧原長時(shí)為彈性勢能零位置． 2．應(yīng)用機(jī)械能守恒定律時(shí)要注意判斷機(jī)械能是否守恒 和選取零勢能面． 1．只受重力作用，例如在不考慮空氣阻力的情況下的各種 拋體運(yùn)動，物體的機(jī)械能守恒． 2．受其他力，但其他力不做功，只有重力或彈力做功．例 如物體沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的 作用，但曲面的支持力不做功，物體的機(jī)械能守恒． 3．彈力做功伴隨著彈性勢能的變化，并且彈力做的功等于 彈性勢能的減少量． 1．對一些繩子突然繃緊、物體間非彈性碰撞等，除非 題目特別說明，否則機(jī)械能一定不守恒． 2．機(jī)械能守恒的條件絕不是合力的功等于零，更不是 合力等于零，而是看是否只有重力或彈簧彈力做功． 1． (2020海南高考 )如圖 5－ 3－ 1所 示，一輕繩的一端系在固定粗 糙斜面上的 O點(diǎn)，另一端系一 小球．給小球一足夠大的初速 度，使小球在斜面上做圓周運(yùn)動，在此過程中 ( ) A．小球的機(jī)械能守恒 B．重力對小球不做功 C．繩的張力對小球不做功 D．在任何一段時(shí)間內(nèi)，小球克服摩擦力所做的功總是等于 小球動能的減少 解析： 斜面粗糙，小球受到摩擦力作用，摩擦力對小球做負(fù)功，機(jī)械能有損失，則 A錯(cuò)誤；重力對小球做功， B錯(cuò)誤；繩的張力始終與小球運(yùn)動方向垂直，不做功， C正確；小球動能的減少應(yīng)等于克服摩擦力和重力所做的功的總和，所以 D錯(cuò)誤． 答案： C 1．三種守恒表達(dá)式的比較 表達(dá)角度 表達(dá)公式 表達(dá)意義 注意事項(xiàng) 守恒觀點(diǎn) Ek＋ Ep＝ Ek′＋ Ep′ 系統(tǒng)的初狀態(tài)機(jī)械能的總和與末狀態(tài)機(jī)械能的總和相等 應(yīng)用時(shí)應(yīng)選好重力勢能的零勢能面，且初、末狀態(tài)必須用同一零勢能面計(jì)算勢能 表達(dá)角度 表達(dá)公式 表達(dá)意義 注意事項(xiàng) 轉(zhuǎn)化觀點(diǎn) ΔEk＝－ΔEp 表示系統(tǒng) (或物體 )機(jī)械能守恒時(shí)，系統(tǒng)減少(或增加 )的重力勢能等于系統(tǒng)增加 (或減少 )的動能 應(yīng)用時(shí)關(guān)鍵在于分清重力勢能的增加量和減少量，可不選零勢能面而直接計(jì)算初、末狀態(tài)的勢能差 轉(zhuǎn)移觀點(diǎn) ΔE增 ＝ ΔE減 若系統(tǒng)由 A、 B兩部分組成，則 A部分物體機(jī)械能的增加量與 B部分物體機(jī)械能的減少量相等 常用于解決兩個(gè)或多個(gè)物體組成的物體系的機(jī)械能守恒問題 2．應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的基本步驟 (1)分析題意，明確研究對象； (2)分析研究對象在運(yùn)動過程中的受力情況，弄清物體所受 各力做功的情況，判斷機(jī)械能是否守恒； (3)選取零勢能面，確定研究對象在始末狀態(tài)時(shí)的機(jī)械能； (4)根據(jù)機(jī)械能守恒定律列出方程進(jìn)行求解，并對結(jié)果進(jìn)行 必要的討論和說明． 機(jī)械能守恒定律是一種 “ 能 — 能轉(zhuǎn)化 ” 關(guān)系，其守恒是有條件的，因此，應(yīng)用時(shí)要注意對研究對象在所研究的過程中機(jī)械能是否守恒做出判斷．動能定理反映的是 “ 功 — 能轉(zhuǎn)化 ” 關(guān)系，應(yīng)用時(shí)要注意兩個(gè)規(guī)律中功和能的不同含義和表達(dá)式． 2．如圖 5－ 3－ 2所示，一根全長為 l、粗 細(xì)均勻的鐵鏈，對稱地掛在光滑的輕 小滑輪上，當(dāng)受到輕微的擾動時(shí)，鐵 鏈開始滑動，求鐵鏈脫離滑輪瞬間速 度的大小． 解析：法一： 根據(jù)重力勢能的減少等于動能的增 量列方程： mg mv2，求得 v＝ . 法二： 根據(jù)機(jī)械能守恒，選滑輪頂端為零勢能面，列方程 － mgl＝－ mgl＋ mv2，求得 v＝ . 答案： (2020江蘇蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市 聯(lián)考 )如圖 5－ 3－ 3所示，質(zhì)量均為 m的 A、 B兩個(gè)小球，用長為 2L的輕質(zhì)桿相 連接，在豎直平面內(nèi)繞固定軸 O沿順時(shí) 針方向自由轉(zhuǎn)動 (轉(zhuǎn)軸在桿的中點(diǎn) )，不 計(jì)一切摩擦，某時(shí)刻 A、 B球恰好在如圖 所示的位置， A、 B球的線速度大小均為 v，下列說法正確的是 ( ) A．運(yùn)動過程中
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1