第六单元 机械能守恒定律(课时)-2024年普通高中学业水平测试合格考物理

第六单元　机械能守恒定律 一、功 1.公式：W＝________。其中F、l、α分别为________、____________和________方向的夹角，其中当力F与位移l同向时，W＝Fl。 2.单位：国际单位制中，功的单位是______，简称____，符号是____。 3.正功和负功 由W＝Flcos α可知： (1)当α＝时，W＝____，力对物体不做功，力既不是阻力也不是动力。 (2)当0≤α＜时，W____0，力对物体做____功，做功的力是____力。 (3)当＜α≤π时，W____0，力对物体做____功，或说成物体______这个力做功，做功的力是____力。 4.总功的计算 当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功有两种计算方法。 (1)总功等于各个分力分别对物体所做功的________。 (2)总功等于几个力的________对物体所做的功。 二、功率 1.定义：功W与完成这些功所用时间t的________。 2.定义式：P＝。 3.单位：国际单位制中，功率的单位是______，简称瓦，符号是________。1 W＝1 J/s，1 kW＝103 W。 4.物理意义：功率是表示做功________的物理量。 5.功率与速度：P＝________。 三、重力势能 1.重力做的功 (1)特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的______和______的位置有关，而跟物体运动的路径______。 (2)大小：等于重力跟起点高度的乘积mgh1与重力跟终点高度的乘积mgh2两者______，WG＝____________。 2.重力势能 (1)表达式：物体的重力势能等于它所受________与所处______的乘积，表达式为____________。 (2)单位：________，与功的单位相同。 3.重力做功与重力势能变化的关系 表达式：________________。 (1)当物体从高处运动到低处时，重力做________功，重力势能______，即WG＞0，Ep1＞Ep2。 (2)当物体由低处运动到高处时，重力做____功，重力势能______，即WG＜0，Ep1＜Ep2。重力做负功也叫做____________。 4.弹性势能 (1)概念：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于______的相互作用而具有的势能。 (2)决定弹性势能大小的因素 弹性势能与弹簧的__________和________有关，在弹簧的形变量l相同时，弹簧的劲度系数k越大，弹簧的弹性势能______。在弹簧劲度系数k相同时，弹簧形变量l越大，弹簧的弹性势能______。 四、动能和动能定理 1.(1)定义：物体由于______而具有的能量。 (2)表达式：Ek＝mv2。 (3)单位：和功的单位相同，在国际单位制中都是______。这是因为1 kg·m2/s2＝1 N·m＝1 J。 (4)动能是______量。 2.动能定理 (1)内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中__________。 (2)公式：W＝mv－mv。 (3)适用范围：既适用于恒力做功，也适用于______做功；既适用于直线运动，也适用于______运动。 五、机械能守恒定律 1.动能与势能的相互转化 (1)机械能是______和______(包括重力势能和弹性势能)的统称，通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式______成另一种形式。 (2)机械能是状态量，是____量，没有方向但有正负之分。 ①内容：在只有______或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能________。 ②表达式：________________或E1＝E2。 ③机械能守恒的条件：除重力和弹力以外，其他力________。 六、实验：验证机械能守恒定律 1.实验器材 验证机械能守恒定律的装置如图所示，实验用到的器材有：铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重物(带夹子)、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源(4～6 V)。 2.机械能守恒验证 方法一：利用起始点和第n点。 从起始点到第n个计数点，重力势能减少量为mghn，动能增加量为mv，计算ghn和v，如果在实验误差允许的范围内ghn＝v，则机械能守恒定律得到验证。 方法二：任取两点A、B。 从A点到B点，重力势能减少量为mghA－mghB，动能增加量为mv－mv，计算ghAB和v－v，如果在实验误差允许的范围内ghAB＝v－v，则机械能守恒定律得到验证。 方法三：图像法。 计算各计数点v2，以v2为纵轴，以各计数点到第一个点的距离h为横轴，根据实验数据绘出v2h图线，如图所示。若在误差许可的范围内图像是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律。