第四章 第三讲 机械能守恒定律、功能关系-【高考总复习】2024高考物理一轮复习

􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋● 第四章 功、能和动量 113 第三讲 机械能守恒定律、功能关系 高考全景速览 考纲如是说 1. 理解重力势能,知道重力势能的变化与 重力做功的关系。 2. 定性了解弹性势能。 3. 通过实验,验证机械能守恒定律。 4. 理解机械能守恒定律,体会守恒观念对 认识物理规律的重要性。 5. 能用机械能守恒定律分析生产生活中的 有关问题。 6. 理解能量守恒定律,能用能量守恒的观 点解释自然现象,体会能量守恒定律是最基本、 最普遍的自然规律。 考情面面观 考试地位 机械能守恒和功能转化是高中力学中的一 条重要规律,也是解决力学问题的一条重要思 想,特别是能量守恒的思想,在整个高中物理的 学习中都有极其重要的地位。 考题形式 从题型上看,选择、实验和计算都会出现在 高考试题中,重点考查综合应用能力。 命题规律 机械能知识是历年高考的重点考查内容,而 且能量观点在现代物理中有重要的地位,因此运 用本考点知识解决与生产、生活、科技密切联系 的问题是高考命题的热点。 考向预测 将物理概念和规律融合到相关物理情境中 去,是高考命题的主要特征,要求有较强的阅读 能力,找出解决问题的关键点和出发点,将弹簧 问题与能量转化和守恒问题结合是高考命题的 热点,是值得重点关注的对象。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考纲知识解读 解析一 基本概念 1. 能量:一个物体具有能够对外做功的本 领,我们就说这个物体具有能量,简称能。能量 有各种不同的形式。 2. 重力做功 (1)定义:重力对物体所做的功。 (2)大小:W=mgh。 (3)特点:只与初末位置有关,与运动路径及 参考平面的选择和是否受其他力作用无关。 3. 重力势能 (1)定义:由地球和物体共同决定,且由它们 之间的相对位置决定的能量。 (2)表达式:Ep=mgh;是标量,但有正负; 是状态量。 特别提醒 重力势能由物体和地球组成的系统 决定;其大小与参考平面的选取有关,同一位置 的同一物体,选择不同的参考平面时重力势能值 可能不同。 (3)重力做功和重力势能关系 重力做正功时,重力势能减小;重力对物体 做负功,重力势能增加。即:WG=-ΔEp。 特别提醒 重力势能的改变量只与重力做功有 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 高考总复习·物理 ●􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 114 关,跟物体做什么运动以及是否受其他作用力 (如牵引力等)无关。 4. 弹性势能 (1)定义:物体由于发生弹性形变而具有的能 量叫弹性势能。 (2)决定因素:弹性形变越大、弹簧的劲度系 数越大,弹性势能就越大。弹性势能是标量,只 有正值;是状态量。 (3)弹 力 做 功 与 弹 性 势 能 变 化 关 系: W 弹=-ΔEp。 特别提醒 弹性势能表达式 Ep= 1 2kx 2(k 为 劲度系数,x 为形变量)在高考中不做计算要求, 但在分析具体问题时可用此式辅助分析,可快速 解决相关问题。 5. 机械能 物体的动能和势能的总和称为机械能,机械 能包括动能、重力势能和弹性势能。 解析二 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,动能和势能会发生相互转化,但机械能的 总量保持不变。这个规律称为机械能守恒定律。 2. 数学表达式: 当系统满足机械能守恒定律的条件时,常见 的守恒表达式有以下几种: (1)守恒式:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 或E1= E2;即初状态的动能与势能之和等于任意状态 的动能与势能之和(实际应用时首先要选择零势 能面才能计算)。 (2)转化式:ΔEk=-ΔEp 或ΔEp=-ΔEk;即 系统动能(势能)的增加量等于系统势能(动能)的 减小量(实际应用时不需要选择零势能面)。 (3)转移式:ΔEA=-ΔEB;即A 物体机械 能的增加量等于B 物体机械能的减少量(实际 应用时不需要选择零势能面)。 解析三 能量守恒定律 1. 内容:能量不会凭空产生,也不会凭空消 失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者 从一个物体转移到另外一个物体,而在