2022高考物理苏教版一轮：第五章机械能第3讲机械能守恒定律及其应用

第3讲机械能守恒定律及其应用必备知识·自主排查【知识再现】一、重力势能1.定义:物体由于被举高而具有的能量,叫作重力势能。2.表达式:Ep=____,其中h是相对于参考平面的高度。物体在参考平面上方,h>0,在参考平面下方,h<0。mgh3.特点:系统性重力势能是物体与_____所共有的相对性重力势能的大小与所选_________有关任意性视处理问题的方便而定,一般选择_____或物体运动时所达到的最低点为零势能面标量性重力势能是标量,正负表示大小地球参考平面地面4.重力做功的特点:(1)重力做功与_____无关,只与始末位置的_______有关。(2)重力做功不引起物体_______的变化。5.重力做功与重力势能变化的关系:(1)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_____。(2)定量关系:重力对物体做的功等于物体重力势能的_______,即WG=______=_________=-ΔEp。(3)重力势能的变化量是绝对的,与参考面的选取_____。路径高度差机械能减小增大减少量Ep1-Ep2-(Ep2-Ep1)无关【情境转换】如图,幼儿园的小朋友们正在兴高采烈地玩滑梯,请思考以下问题:(1)小朋友滑落到地面上时的重力势能一定为零吗?(2)小朋友从最高点滑落到地面过程中重力势能是增加还是减少?提示:(1)若选地面为参考平面,则小朋友滑落到地面上时的重力势能就一定为零;若选其他高度为参考平面,则小朋友滑落到地面上时的重力势能就一定不为零。(2)根据重力势能的表达式知,小朋友沿滑梯下滑时,高度变低,重力势能减少。二、弹性势能1.定义:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用而具有的势能,叫作弹性势能。2.大小:弹簧弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关,形变量_____,劲度系数_____,弹性势能就越大。3.弹力做功与弹性势能变化的关系: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。越大越大三、机械能守恒定律1.内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,_____和_____可以相互转化,而总的机械能_________。2.常用的三种表达式:动能势能保持不变【小题快练】1.判一判(1)克服重力做功,物体的重力势能一定增加。 (

)(2)重力势能的变化与零势能参考面的选取有关。 (

)(3)弹簧弹力做负功时,弹性势能减少。 (

)(4)物体在速度增大时,其机械能可能在减小。 (

)(5)物体所受合外力为零时,机械能一定守恒。 (

)(6)物体除受重力外,还受其他力,但其他力不做功,则物体的机械能一定守恒。(

)提示:(1)√

(2)×

(3)×

(4)√

(5)×

(6)√2.练一练(1)下列关于重力势能的说法正确的是 (

)A.物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定B.物体与零势能面的距离越大,它的重力势能也越大C.在地面上的物体具有的重力势能一定等于零D.一个物体的重力势能从-5J变化到-3J,重力势能增加了【解析】选D。重力势能具有相对性,某个物体处于某个位置,相对不同的参考平面具有不同的重力势能,选项A错误;重力势能Ep=mgh,h为相对于零势能面的高度差,如果在参考平面下方,物体与零势能面的距离越大,重力势能越小,选项B错误;如果不选择地面为零势能面,则地面上的物体重力势能不为零,选项C错误;重力势能是标量