文档介绍:机械能守恒定律能的转化和守恒定律
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(2)重力势能
①概念:物体由于 而具有的能.
②表达式:Ep= .
③矢标性:重力势能是 增加.
-ΔEp
ΔEB减
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1.对机械能守恒条件的理解
“只有重力做功”不等于“只受重力作用”.在该过程中,物体可以受其
他力的作用,只要这些力不做功,或所做的功的代数和为零,就可以认为
是“只有重力做功”.
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2.机械能守恒定律的三种表达形式和用法
(1)E2=E1或 ,表示系统在初状态的机械能等于其末
状态的机械能.一般来说,当始、末状态的机械能的总和相等,运用这种
形式表达时,应选好零势能面,且初、末状态的高度已知,系统除地球
外,只有一个物体时,用这种表达形式较方便.
以上三种表达方式中,(1)是最基本的表达方式,易于理解和掌握,但始末状态的动能和势能要分析全,防止遗漏某种形式的机械能.应用(2)(3)方式列出的方程简捷,是同学们应该重点掌握的,但在分析势能的变化时易出错,要引起注意.
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(2)ΔEp=-ΔEk,表示系统(或物体)机械能守恒时,系统减少(或增加)的势能等于增加(或减少)的总动能.应用时,关键在于分清重力势能的增加量和减少量,可不选零势能面而直接计算初、末状态的势能差.这种表达方式一般用于始末状态的高度未知,但高度变化已知的情况.
(3)ΔEA增=ΔEB减,表示若系统由A、B两部分组成,则A部分物体机械能的增加量与B部分物体机械能的减少量相等.
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2. 如图5-3-2所示,ABCD是一段竖直平面内的光滑轨道,AB段与水平面成α角,CD段与水平面成β角,其中BC段水平,、Q,质量分别是2m、m,用一长为L的轻质直杆连接,将P、Q由静止从AB段上高H处释放,在轨道转折处用光滑小圆弧连接,不考虑两小球在轨道转折处的能量损失.则小球P滑上CD轨道的最大高度h为( )
图5-3-2
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A.H B.H+
C.H-Lsin β D.H+
解析:P、Q整体上升的过程中,机械能守恒,以地面为重力势能的零势面,根据机械能守恒定律有:mgH+2mg(H+Lsin α)=2mgh+mg(h+Lsin β), 解方程得:h=H+ .
答案:B
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一、能量转化和守恒定律
能量既不会消失,也不会创生.它只能从一种形式 为另一种形式,
或者从一个物体 到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量
的总量保持 .
转化
转移
不变
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二、常见的几种功与能的关系
1.合外力对物体做功等于物体动能的改变.
W合= ,即动能定理.
2.重力做功对应重力势能的改变.
WG=-ΔEp=Ep1-Ep2
重力做多少正功,重力势能 多少;重力做多少负功,重力势能 多少.
减少
增加
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3.弹簧弹力做功与弹性势能的改变相对应.
WF=-ΔEp=Ep1-Ep2
弹力做多少正功,弹性势能 多少;弹力做多少负功,弹性势能 多少.
4.除重力或弹簧的弹力以外的其他力的功与物体 的增量相对应,即W其他=ΔE.
(1)除重力或弹簧的弹力以外的其他力做多少正功,物体的机械能就 多少.
(2)除重力或弹簧的弹力以外的其他力做多少 ,物体的机械能就减少多少.
(3)除重力或弹簧的弹力以外的其他力不做功或做功的代数和为零,物体的机械
能 .
减少
增加
机械能
增加
负功
守恒
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一对相互作用的滑动摩擦力对物体系统所做总功,等于摩擦力与相对路程的乘积,即Wf=Ff·x相对,即系统损失机械能转变成内能,Q=Ff·x相对