2013届高考物理第1轮考点总复习课件34.ppt
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;1.重力势能
(1)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.;(2)重力势能
①概念:物体由于 而具有的能.
②表达式:Ep= .
③矢量性:重力势能是 ,正负表示其 .
;(3)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 物体重力势能的减少量.
即WG=-(Ep2-Ep1)= .
; 2.弹性势能
(1)概念:物体由于发生 而具有的能.
(2)大小: 弹性势能的大小与弹簧的
及 有关, 弹簧的
越大或 越大,弹簧的弹性势能越大.;3.机械能守恒定律
(1)内容:在只有 (或弹簧 )做功的情况下,物体的 (或 )和动能发生相互转化,但机械能的总量保持 .
;(3)机械能守恒的条件
①只有 (或弹簧的 )做功.
②受其他外力,但其他外力不做功或做功的代数和为零.; 机械能守恒条件判断
如图5-3-1所示,轻质杆上固定着相同的A、B两个小球,AB=BO,将杆拉到水平位置后无初速度释放,杆在绕O点转到竖直位置的过程中( )
A.A、B两球机械能各自守恒
B.A、B两球的总机械能守恒
C.A球机械能守恒,B球机械能不守恒
D.B球的机械能增加,A球的机械能减少; 此题关键在于研究对象的选取,若分别研究A、B两小球,由于轻杆对小球的力不为我们所熟悉,很难判断是否有切向力,从而无法判断A、B两球机械能各自是否守恒.
以整个杆为研究对象,在转动过程中,对整体只有重力做功,总机械能守恒,杆的力即使做功,对A、B球分别为等大的正功和负功,相互抵消.最后再由所得数据判断A、B两球机械能各自是否守恒.;对于整体,以杆的最低点为零势能点.设杆全长为L,经过竖直位置时,vA=2vB=2v,
mgL+mgL=0+mg
+ mv2+ m(2v)2,
得 .; 再研究A球,初状态的机械能为mgL,
末状态的机械能为0+ m(2v)2= ,可见机械能增加了.同理以B球为研究对象,初状态的机械能为mgL,末状态的机械能为
+ mv2= ,机械能减少了.这是由于在下落的过程中,杆对小球的作用力并不是沿杆的方向.杆对A球做正功,对B球做负功,而机械能的增加量与减少量相等,总机械能守恒,故只有B选项正确.; 判断系统机械能是否守恒常用能量判断的方式,即看系统间是否仅有动能和势能的转化而无其他形式的能量产生.若用系统外力(除重力或弹簧弹力)所做的总功是否为零来判断,则是错误的,如一对滑动摩擦力做的总功不为零时,会产生热量,而这对摩擦力又被视为系统内力.这种思路往往比较复杂.; 如图5-3-2所示的几种情况,系统的机械能守恒的是( )
A.一颗弹丸在粗制瓷碗内做复杂的曲线运动[图(a)]
B.运动员在蹦床上越跳越高[图(b)]
C.图(c)中小车上放一木块,小车的左侧有弹簧与墙壁相连.小车在左右振动时,木块相对于小车无滑动(车轮与地面摩擦力不计)
D.图(c)中如果小车振动时,木块相对小车有滑动;弹丸在碗内运动受摩擦力,有机械能损失,A错.当运动员越跳越高时,在最高处重力势能在不断增加,机械能不守恒,B错.木块若相对小车有滑动,木块和小车间有摩擦生热,机械能损失,D错.; 机械能守恒在抛体中的应用
如图5-3-3所示,在水平台面上的A点,一个质量为m的物体以初速度v0被抛出,不计空气阻力,求它到达台面下h处的B点时速度的大小.; 物体在抛出后的运动过程中只受重力作用,机械能守恒,若选地面为参考面,则
mgH+ =mg(H-h)+ ,
解得 .
若选台面为参考面,
则 = -mgh+ ,
解得
若使用机械能守恒定律的另一种形式,即重力势能的减少量等于动能的增加量,则不需要选取参考面,有mgh= - ,
解得 .; 选择不同参考面重力势能的表达式不一样,因此同一物体在同一位置机械能的值不是唯一的,抛体运动在不计阻力的情形下,均可考虑从机械能守恒结合运动规律解题.; 跳台滑雪是勇敢者的运动,它是利用山势特别建造的跳台.运动员穿着专用滑雪板,不带雪杖在助滑路上获得高速后水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆,这项运动极为壮观.设一位运动员由山坡顶的A点沿水平方向飞出,到山坡上的B点着陆.如图5-3-4所示,已知运动员水平飞出的速度为v0=20m/s,山坡倾角为θ=37°,山坡可以看成一个斜面.(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=
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