第五章机械能守恒第3节机械能守恒定律及其应用.doc

第三节机械能守恒定律及其应用

【考情分析】
考试大纲大纲解读
重力做功与重力势能II

机械能守恒定律及其应用II
机械能的知识是历年高考的一个重点，特别是运用本考点知识解决与实际生活、生产、科技密切联系的问题时更要注意，另外弹性势能及有关弹簧参与作用下的能量转化与守恒问题是近几年高考的热点，在复习中要加以重点注意。【考点知识梳理】
一．重力势能
1.重力做功的特点：与无关，由物体所受的重力和物体初、末位置的决定.重力做功与重力势能的关系__________________________________

2.定义：地球上的物体所具有的跟它的_____有关的能.表达式Ep=________

3.重力势能的特点
相对性：要指明（即零势能面）
(2)系统性：重力势能是物体和这一系统共同所有.
4.重力势能是_____量，正、负表示比零势能点的能量状态__________.

二．弹性势能
1.概念：物体因发生__________而具有的势能.
2.弹力做功与弹性势能变化的关系：．
三．机械能守恒定律
1.机械能：物体的和统称为机械能.
2.内容：在只有（和系统内）做功的情况下，物体（或系统）
的和发生相互转化，但总的机械能保持不变.

3.表达式：
4.机械能守恒的条件_________________________________________

【考点知识解读】

考点一、机械能守恒定律
剖析:
（一）、判断机械能是否守恒的方法
1．利用机械能的定义判断（直接判断）：若物体在水平面上匀速运动，其动能、势能均不变，机械能守恒；若一个物体沿斜面匀速下滑，其动能不变，重力势能减少，其机械能减小．
2．用做功判断：分析物体系统所受的力，判断重力和弹力以外的力(不管是系统内部物体间的力还是系统外部其它物体施加给系统内物体的力)是否对物体做功，如果重力和弹力以外的力对物体系统做了功，则物体系统的机械能不守恒．否则，机械能守恒．
3．用能量转化来判断：对于一个物体系统，分析是否只存在动能和重力势能(或弹性势能)的相互转化．如果只存在动能和重力势能(或弹性势能)的相互转化，而不存在机械能和其他形式的能量的转化，机械能守恒．否则，机械能不守恒．
4．对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等，除非题目特别说明，否则机械能必定不守恒．
（二）、应用机械能守恒定律解题的基本步骤
1．根据题意，选取研究对象（单个物体或系统）．
2．明确研究对象的运动过程，分析研究对象在过程中的受力情况，弄清各力做功的情况，判断是否符合机械能守恒定律的条件．
3．恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程中的起始状态和末状态的机械能（包括动能和重力势能及弹性势能）．
4．根据机械能守恒定律列方程，进行求解．
（三）、机械能守恒定律与动能定理的区别与联系
机械能守恒定律和动能定理是力学中的两条重要规律，在物理学中占有重要的地位．
1．共同点：机械能守恒定律和动能定理都是从做功和能量变化的角度来研究物体在力的作用下状态的变化．表达这两个规律的方程都是标量式．
2．不同点：机械能守恒定律的成立有条件，就是只有重力、（弹簧）弹力做功；而动能定理的成立没有条件限制．它不但允许重力做功还允许其他力做功．
3．动能定理一般适用于单个物体的情况，用于物体系统的情况在高中阶段非常少见；而机械能守恒定律也适用于由两个（或两个以上的）物体所组成的系统．
4．物体受的合外力做的功等于动能的改变；除重力（和弹力）以外的其他力做的总功等于机械能的改变．
5．联系：由动能定理可以推导出机械能守恒定律．

【例题】小球在外力作用下，由静止开始从A点出发做匀加速直线运动，到B点时消除外力．然后，小球冲上竖直平面内半径为R的光滑半圆环，恰能维持在圆环做圆周运动，到达最高点C后抛出，最后落回到原来的出发点A处，如图4―3―1所示，试求小球在AB段运动的加速度为多大?
解析图4―3―1
：根据题意，在C点时满足
①
从B到C过程，由机械能守恒定律得
②
从①②式得
从C回到A过程，满足③
水平过程，④
由③④式可得
从A到B过程，满足⑤
所以
答案：
图4―3―2

【变式训练】如图4―3―2所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾角θ=300，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮．一柔软的细线跨过定滑轮，两端分别与物块A、B连接，A的质量为4m，B的质量为m，开始时将B按在地面上不动，然后放开手，让A沿斜面下滑而B上升．物块A与斜面间无摩擦．设当A沿斜面下滑距离s后，细绳突然断了，求物块B上升的最大距离H．

【考能训练】

A基础达标
1.下列说法正确的是 （）
A.如果物体（或系统）所受到的合外力为零，则机械能一定守恒
B.如果合外力对物体（或系统）做功为零，则机械能一定守恒
C.物体沿光滑曲面自