2024届高考物理一轮复习教学案：第六章 机械能守恒定律 第3讲 机械能守恒定律

2024届河源高级中学高三物理一轮复习系统提高教学案 第五章 机械能守恒定律 第3讲 机械能守恒定律 核心精讲：核心概念．方法总结 一．机械能 1．重力势能 （1）定义： 。 （2）表达式：Ep＝ ，其中h是相对于参考平面的高度。 （3）特点 ①系统性：重力势能是 与物体所组成的“系统”所共有的。 ②相对性：重力势能的数值与所选 有关。 ③标量性：重力势能是 ，正负表示大小。 （4）重力做功的特点 ①物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的 有关，而跟物体运动的 无关。 ②重力做功不引起物体 的变化。 （5）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 ，重力对物体做负功，重力势能 。 ②定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势能的 ，即WG＝ ＝ ＝－ΔEp。 ③重力势能的变化量是绝对的，与参考平面的选取 。 2．弹性势能 （1）定义：发生 的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能。 （2）弹力做功与弹性势能变化的关系： 弹力做正功，弹性势能 ；弹力做负功，弹性势能 ；即W＝ 。 二．机械能守恒定律 1．内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内， 与 可以互相转化，而总的机械能 ． 2．常用的三种表达式 （1）守恒式： 或 。E1、E2分别表示系统初末状态时的总机械能。 （2）转化式：ΔEk＝ 或ΔEk增＝ 。表示系统势能的减少量等于动能的增加量。 （3）转移式：ΔEA＝ 或ΔEA增＝ 。表示系统只有A、B两物体时，A增加的机械能等于B减少的机械能。 3．对机械能守恒定律的理解 （1）只受重力或系统内弹力作用，系统的机械能守恒。 （2）除受重力或系统内弹力之外，还受其他力，但其他力不做功，只有重力或系统内的弹力做功，系统机械能守恒。 （3）除受重力或系统内弹力之外，还有其他力做功，但其他外力做功代数和为零，系统机械能守恒。 4．判断机械能守恒应注意的“两点” （1）机械能守恒的条件绝不是合力的功等于零，更不是合力为零；“只有重力或弹力做功”不等于“只受重力或弹力作用”。 （2）对于一些绳子突然绷紧、物体间碰撞等情况，除非题目特别说明，否则机械能必定不守恒。 5．求解单个物体机械能守恒问题的基本思路 （1）选取研究对象——物体及地球构成的系统。机械能守恒定律研究的是物体系统，如果是一个物体与地球构成的系统，一般只对物体进行研究。 （2）根据物体所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒。 （3）恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末状态时的机械能。 （4）选取方便的机械能守恒定律方程形式(Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2、ΔEk＝－ΔEp)进行求解。 6．求解多物体机械能守恒问题的基本思路 （1）系统机械能是否守恒的判断方法：看是否有其他形式的能与机械能相互转化。 （2）三种守恒表达式的比较 角度 公式 意义 守恒观点 Ek1＋Ep1 ＝Ek2＋Ep2 系统的初状态机械能的总和与末状态机械能的总和相等 转化观点 ΔEk＝－ΔEp 系统减少(或增加)的势能等于系统增加(或减少)的动能 转移观点 ΔEA增＝ΔEB减 若系统由A、B两物体组成，则A物体机械能的增加量与B物体机械能的减少量相等 （3）几种实际情景的分析 ①轻绳连接的物体系统——速率相等 ②轻杆连接的物体系统——角速度相等 ③轻弹簧连接的物体系统 由轻弹簧连接的物体系统，一般既有重力做功又有弹簧弹力做功，这时系统内物体的动能、重力势能和弹簧的弹性势能相互转化，而总的机械能守恒。 弹簧两端物体把弹簧拉伸至最长(或压缩至最短)时，两端的物体具有相同的速度，弹性势能最大。 对同一弹簧，弹性势能的大小由弹簧的形变量决定，弹簧的伸长量和压缩量相等时，弹簧的弹性势能相等。 【课前预习】 一．慎思明辨 1．在运动过程中，铅球的机械能守恒。（　　） 2．物体所受的合外力为零，物体的机械能一定守恒。（　　） 3．物体做匀速直线运动，其机械能一定守恒。（