机械能守恒定律.doc

机械能守恒定律一、重力势能、弹性势能1重力势能(1)重力做功的特点重力做功与 无关，只与始末位置的 有关重力做功不引起物体 的变化(2)重力势能概念：物体由于 而具有的能表达式：EP .矢标性：重力势能是 ，正、负表示其 系统性：重力是 这一系统所共有的 相对性：EP mgh中的h是 的高度(3)重力做功与重力势能变化的关系定性关系：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 定量关系：重力对物体做的功 物体重力势能增量的负值，即WGEP(Ep2Ep1)Ep1Ep2.2弹性势能(1)概念：物体由于发生 而具有的能(2)大小：弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关，弹簧的形变量 ，劲度系数 ，弹簧的弹性势能越大(3)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 二、机械能守恒定律1机械能 和 统称为机械能，即EEKEP，其中势能包括 和 2机械能守恒定律(1)内容：在只有 做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能 (2)表达式观点表达式守恒观点E1E2，Ek1Ep1 Ek2Ep2 (要选零势能参考平面)转化观点EK EP (不用选零势能参考平面)转移观点EA EB (不用选零势能参考平面)题型一：机械能是否守恒的判断例1 如图所示，小球自a点由静止自由下落，落到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由abc的过程中 ()A小球的机械能守恒B小球的机械能减小C小球和弹簧组成的系统机械能守恒D小球的动能减小对小球可从做功的角度判断机械能是否守恒，对系统可从能量转化的角度判断机械能是否守恒【解析】由题意知，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，在小球由abc的过程中，开始时小球受到的重力大于弹力，因此小球的动能增大，当弹簧的弹力等于重力时，动能最大，然后小球继续向下运动，直至弹簧压缩到最短，此时小球的动能为零，弹簧的弹性势能最大【答案】BC判断机械能是否守恒的方法(1)利用机械能的定义判断：分析动能与势能的和是否变化如：匀速下落的物体动能不变，重力势能减少，物体的机械能必减少(2)用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功，或有其他力做功，但其他力做功的代数和为零，机械能守恒(3)用能量转化来判断：若系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，则系统的机械能守恒(4)对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等问题机械能一般不守恒，除非题中有特别说明或暗示。题型二：机械能守恒定律的应用例2 素有“陆地冲浪”之称的滑板运动已深受广大青少年喜爱如图是由足够长的斜直轨道，半径R12 m的凹形圆弧轨道和半径R23.6 m的凸形圆弧轨道三部分组成的模拟滑板组合轨道这三部分轨道依次平滑连接，且处于同一竖直平面内其中M点为凹形圆弧轨道的最低点，N点为凸形圆弧轨道的最高点，凸形圆弧轨道的圆心O与M点在同一水平面上，一可视为质点的，质量为m1 kg的滑板从斜直轨道上的P点无初速滑下，经M点滑向N点，P点距水平面的高度h3.2 m不计一切阻力，g取10 m/s2.求：(1)滑板滑至M点时的速度多大？(2)滑板滑至M点时，轨道对滑板的支持力多大？(3)若滑板滑至N点时对轨道恰好无压力，则滑板的下滑点P距水平面的高度多大？【解析】(1)设滑板滑至M点时的速度为vM，由机械能守恒得：mghmvM2，所以vM8 m/s.(2)设轨道对滑板的支持力为FN，由牛顿第二定律得：FNmgm所以FN42 N.(3)滑板滑至N点时对轨道恰好无压力，则有mgm得vN6 m/s滑板从P点到N点机械能守恒，则有mghmgR2mvN2，解得h5.4 m.1.应用机械能守恒定律的基本思路(1)选取研究对象物体或系统(2)根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒(3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末态时的机械能(4)选取方便的机械能守恒定律的方程形式(Ek