高考物理機械能守恒定律及其應(yīng)用考點總結(jié)-展示頁
2024-09-01 14:50本頁面
【正文】 引起系統(tǒng)機械能的變化；對于單獨的一個球來講，彈力對小球做功將引起小球機械能的改變 . (2020一、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)大小： Ep＝ . (3)相對性：重力勢能的大小和正負與 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 被舉高 (4)系統(tǒng)性：重力勢能是 與 所組成的這個 “ ” 所 共有的． (5)重力做功的特點：物體運動時，重力對它做的功只跟它的 起點和終點的位置有關(guān)，而跟物體運動的路徑無關(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?。簭椈傻膹椥詣菽艿拇笮∨c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，彈力做負功，彈性勢能 ． 彈性形變 形變量 勁度系數(shù) 正功 增加 二、機械能及其守恒定律 1．機械能： 動能和勢能統(tǒng)稱為機械能，即 E＝ Ek＋ Ep. 2．機械能守恒定律 (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，而總的機械能 ． (2)表達式： Ep1＋ Ek1＝ . (3)機械能守恒的條件： ． 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為彈性勢能零位置． 2．應(yīng)用機械能守恒定律時要注意判斷機械能是否守恒 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 拋體運動，物體的機械能守恒． 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，否則機械能一定不守恒． 2．機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，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動，在此過程中 ( ) A．小球的機械能守恒 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，摩擦力對小球做負功，機械能有損失，則 A錯誤；重力對小球做功， B錯誤；繩的張力始終與小球運動方向垂直，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錯誤． 答案： C 1．三種守恒表達式的比較 表達角度 表達公式 表達意義 注意事項 守恒觀點 Ek＋ Ep＝ Ek′＋ Ep′ 系統(tǒng)的初狀態(tài)機械能的總和與末狀態(tài)機械能的總和相等 應(yīng)用時應(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算勢能 表達角度 表達公式 表達意義 注意事項 轉(zhuǎn)化觀點 ΔEk＝－ΔEp 表示系統(tǒng) (或物體 )機械能守恒時，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算初、末狀態(tài)的勢能差 轉(zhuǎn)移觀點 ΔE增 ＝ ΔE減 若系統(tǒng)由 A、 B兩部分組成，則 A部分物體機械能的增加量與 B部分物體機械能的減少量相等 常用于解決兩個或多個物體組成的物體系的機械能守恒問題 2．應(yīng)用機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)時的機械能； (4)根據(jù)機械能守恒定律列出方程進行求解，并對結(jié)果進行 必要的討論和說明． 機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)用時要注意對研究對象在所研究的過程中機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)用時要注意兩個規(guī)律中功和能的不同含義和表達式． 2．如圖 5－ 3－ 2所示，一根全長為 l、粗 細均勻的鐵鏈，對稱地掛在光滑的輕 小滑輪上，當(dāng)受到輕微的擾動時，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紹興模擬 )如圖 5－ 3－ 4所示，傾角為 θ的光滑斜面 上放有兩個質(zhì)量均為 m的小球 A 和 B，兩球之間用一根長為 L的 輕桿相連，下面的小球 B離斜面 底端的高度為 下滑，不計機械能損失，求：
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