文档介绍：四、机械能守恒定律
机械能
势能
动能
重力势能
弹性势能
功能关系
功是能量转化的量度。
动能定理反应了功能关系。
(一)、重力势能:
1 .物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能
EP =mgh
重力势能的变化与重力做功的关系
a. 重力所做的功只跟物体的重力及始末位置的高度差有关,与物体移动的路径无关.
b. 重力做正功时,重力势能减少,减少的重力势能
等于重力所做的功- ΔEP = WG
c. 克服重力做功时,重力势能增加,增加的重力势能
等于克服重力所做的功ΔEP = - WG
3. 重力势能的相对性和重力势能变化的绝对性
重力势能的大小取决于参考平面的选择,
重力势能的变化与参考平面的选择无关.
(二). 弹性势能:
1. 发生弹性形变的物体具有的能叫做弹性势能.
,
EP′= 1/2×kx2
3. 弹性势能的变化与弹力做功的关系:
弹力所做的功,等于弹性势能减少.
W弹= - ΔEP ′
(三).机械能守恒定律:
1. 在只有重力和弹簧的弹力做功的情况下,物体的动能和势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变.
2. 对机械能守恒定律的理解:
(1)系统在初状态的总机械能等于末状态的总机械能.
即 E1 = E2 或 1/2mv12 + mgh1= 1/2mv22 + mgh2
(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-ΔEP = ΔEK
(3)若系统内只有A、B两个物体,则A减少的机械能
ΔEA等于B增加的机械能ΔE B
即-ΔEA = ΔEB
3. 机械能守恒定律适用于只有重力和弹簧的弹力做功的情况,应用于光滑斜面、光滑曲面、自由落体运动、上抛、下抛、平抛运动、单摆、竖直平面的圆周运动、弹簧振子等情况。
4. 机械能守恒定律解题步骤:
明确研究对象(系统)、
受力分析检验条件、
确定研究过程、
确定零势能面、
列出方程、
求解未知量。
例1. 一个物体在平衡力的作用下运动,则在该物体的运动过程中, 物体的( )
A. 机械能一定保持不变 B. 动能一定保持不变
C. 动能保持不变, 而重力势能可能变化
D. 若重力势能发生了变化, 则机械能一定发生变化
B C D
,不计空气阻力,则 [ ]
,重力的平均功率不一定相同
,重力所做的功一定
相同
A B C D
例2. 下列几个物理过程中,机械能一定守恒的是(不计空气阻力) ( )
,物体沿斜面匀速上滑的过程
,物体减速上升的过程
A F
例3、以下说法正确的是( )
(A)一个物体所受的合外力为零,它的机
械能一定守恒
(B)一个物体做匀速运动,它的机械能一
定守恒
(C)一个物体所受的合外力不为零,它的
机械能可能守恒
(D) 一个物体所受合外力的功为零,它一
定保持静止或匀速直线运动
C
例4、如下图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在将弹簧压缩到最短的整个过程中,下列关于能量的叙述中正确的是( )
(A)重力势能和动能之和总保持不变
(B)重力势能和弹性势能之和总保持不变
(C)动能和弹性势能之和总保持不变
(D)重力势能、弹性势能和动能
之和总保持不变
D