机械能守恒定律及应用.doc

§7.3 机械能守恒定律及应用 学习目标：理解机械能守恒定律，并熟练应用解决问题 自主学习：复习资料67页 【小试身手】 1、（2010上海理综）高台滑雪运动员腾空跃下，如果不考虑空气阻力，则下落过程中该运动员机械能的转换关系是（ C ）。 A．动能减少，重力势能减少 B．动能减少，重力势能增加 C．动能增加，重力势能减少 D．动能增加，重力势能增加 2、一个人站在阳台上，以相同的速率v0，分别把三个球竖直向上抛出，竖直向下抛出，水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的速率（ Ｄ ） A．上抛球最大 B．下抛球最大 C．平抛球最大 D．三球一样大 3、如图，质量、初速度大小都相同的A、B、C三个小球，在同一水平面上，A球竖直上抛，B球以倾斜角θ斜向上抛，空气阻力不计，C球沿倾角为θ的光滑斜面上滑，它们上升的最大高度分别为、、，则（ Ｃ ） A． B． C． D． 疑难解析 一、势能Ep （位能） 1、重力势能（Ep）举高。物体由于受到重力的作用，而具有的与其相对位置有关的能量叫做重力势能。 Ep＝m g h （h是重心相对于零势能面的高度）----链条滑动问题 （1）相对性 ①“零高度”或“零势能面”，（大地或最低点） ②势能的正负和大小于零势能面的选取有关 （2）重力势能变化量的绝对性 ①跟物体的初位置和末位置的高度差有关，跟物体运动的路径无关。 ②重力势能改变量与零势能面的选取无关。 （3）重力势能的改变与重力做功的关系—— 重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增大。（等值变化） 2、弹性势能（Ep）弹性形变 发生形变的物体，在恢复原状时能够对外做功，因而具有能量，叫弹性势能，跟物体形变和材料有关。形变越大，弹性势能越大。【对弹簧压缩L和伸长L弹性势能相等】 二、机械能守恒定律（机械能是动能和势能的统称。） 1、条件 ⑴在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。 三种理解： a、确实只受到重力 举例：（自由落体、抛体运动） b、受到多个力但是其它力不做功 举例：（竖直平面内的圆周运动） c、受到多个力但除重力外的其它力的总功为零（只是初末状态机械能相等） ⑵只有系统内的弹力(一般指弹簧)做功，系统动能和弹性势能相互转化，机械能的总量保持不变。 2、对机械能守恒定律的理解： ①“守恒”是时时刻刻都相等。 ② “守恒”是“进出相等” ③要分清“谁”、“什么时候”守恒 ④、是否守恒与系统的选择有关 ⑤、机械能守恒定律的研究对象可以是一个物体，也可以是系统。 3、系统机械能守恒的表达式有以下三种： 1．系统初态的机械能等于系统末态的机械能，即：E初＝E末 2．系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量，即：ΔEp减＝ΔEk增3．若系统内只有A、B两物体，则A减少的机械能等于B增加的机械能即：ΔEA减＝ΔEB增 、机械能守恒定律的推论：除重力和弹簧弹力之外的力对物体做的总功W等于物体机械能的变化．W＝E2－E1，若W0，机械能增加，若W0，机械能减少． ⑴确定研究对象和研究过程。⑵判断机械能是否守恒。⑶选定一种表达式，列式求解。 5、动能定理与机械能守恒的联系 1、 动能定理没有条件，机械能守恒定理有条件限制 2、动能定理适用于单个物体，机械能守恒定律既适用单个物体也适用于一个系统 3、 动能定理有时可改写成守恒定律（单个物体可以使用机械能守恒的一定可以使用动能定理解题。） 题型一：判断机械能是否守恒(1)对某一物体，若只有重力(或弹簧弹力)做功，其他力不做功(或其他力做功的代数和为零)，则该物体机械能守恒． (2)对某一系统，物体间只有动能和重力势能及弹性势能的相互转化，系统和外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转变为其他形式的能，则系统机械能守恒． 、如下图所示，A、B构成的系统，忽略绳的质量和绳与滑轮间的摩擦，原来在外力作用下系统处于静止状态，撤去外力后，A向下、B向上运动的过程中，下列说法正确的是(　　) A.A的重力势能减小，动能增加 B.B的重力势能增加，动能减小 C.A、B的总机械能守恒 D.A、B的总机械能不守恒 变式训练1(11年广东模拟)关于机械能是否守恒，下列说法正确的是(　　) A．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B．做圆周运动的物体机械能一定守恒 C．做变速运动的物体机械能可能守恒 D．合外力对物体做功不为零，机械能一定不守恒 m，从偏离水平方向θ=30°的A位置由静止释放，求小球运动到最低点C时绳子受到的拉力是多大. 题型二：单个物体的机械能守恒问题如