云南省保山市第一中学高考物理一轮复习 5.3势能 重力做功 机械能守恒定律课件.ppt

第3讲势能重力做功机械能守恒定律 p91 一 重力势能与弹性势能 1 势能势能是系统内物体之间存在而具有的 由物体间决定的能 2 重力势能 1 定义 重力势能是指地球附近的物体由于受到地球的而具有的跟它和地球的相对有关的能 叫作重力势能 重力势能属于物体与组成的系统 2 表达式 ep 3 相对性 选择不同位置作为参考面 物体的重力势能的数值是不同的 相互作用 相对位置 引力 位置 地球 mgh 3 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 弹性形变 越大 越大 ep 1 重力做功的特点重力做功与无关 只与始末位置的有关 2 重力做功与重力势能的关系 重力做功等于重力势能的 即wg ep1 ep2 1 重力对物体多少做正功 物体的重力势能就 填 增加 或 减少 多少 2 重力对物体做多少负功 物体克服重力做功 物体的重力势能就 增加 或 减少 多少 减少 二 重力做功 路径 高度 减少量 增加 动能 势能 弹性势能 重力势能 其它力做的功为零 保持不变 三 机械能守恒定律 2 物体 或系统 减少的势能等于物体 或系统 增加的动能 反之亦然 即 ep ekep1 ep2 ek2 ek1 用 时 需要规定重力势能的参考平面 是最基本的表达方式 易于理解和掌握 但始末状态的动能 势能要分析全 防止遗漏某种形式的机械能 用 时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 应用 2 方式列出的方程式简捷 但在分析势能的变化时易出错 要引起注意 2 机械能守恒定律的各种表达形式 1 系统在初状态的总机械能等于末状态的总机械能 mv12 mgh1 mv22 mgh2 2 如图所示 细绳跨过定滑轮悬挂两物体m和m 且m m 不计摩擦 系统由静止开始运动过程中 a m m各自的机械能分别守恒b m减少的机械能等于m增加的机械能c m减少的重力势能等于m增加的重力势能d m和m组成的系统机械能守恒 解析m下落过程中 绳的拉力对m做负功 m的机械能减少 m上升过程 绳的拉力对m做正功 m的机械能增加 a错误 对m m组成的系统 机械能守恒 易得b d正确 m减少的重力势能并没有全部用于m重力势能的增加 还有一部分转变成m m的动能 所以c错误 答案bd 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系统机械能一般不守恒 除非题中有特别说明或暗示 绷紧的绳子只使机械能在系统内传递 不引起系统机械能的变化 多个物体组成的系统机械能守恒定律的应用5 图中滑块和小球的质量均为m 滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动 小球与滑块上的悬点o由一不可伸长的轻绳相连 轻绳长为l 开始时 轻绳处于水平拉直状态 小球和滑块均静止 现将小球由静止释放 当小球到达最低点时 滑块刚好被一表面涂有黏性物质的固定挡板粘住 在极短的时间内速度减为零 小球继续向左摆动 当轻绳与竖直方向的夹角 60 时小球到达最高点 求 1 滑块与挡板刚接触时 滑块与挡板还未相互作用 滑块与小球的速度分别为多少 2 小球从释放到第一次到达最低点的过程中 绳的拉力对小球做功的大小 6 如图所示 一个斜面与竖直方向的夹角为30 斜面的下端与第一个光滑圆形管道相切 第二个光滑圆形管道与第一个圆形管道也相切 两个光滑圆形管道粗细不计 其半径均为r 小物块可以看作质点 小物块与斜面的动摩擦因数为 物块由静止从某一高度沿斜面下滑 至圆形管道的最低点a时 对轨道的压力是重力的7倍 求 7 如图所示 半径为r的光滑半圆弧轨道与高为10r的光滑斜轨道放在同一竖直平面内 两轨道之间由一条光滑水平轨道cd相连 水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡 在水平轨道上 轻质弹簧被a b两小球挤压