《重力势能、机械能守恒定律》学案
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第七章 机械能《五、重力势能 六、机械能守恒定律》
一、重力势能
(一)重力做功的特点:与 无关,与 有关。
(二)重力势能:
(1)定义:物体由于 而具有的能量;
(2)公式: =
(3)重力势能是 (填“标量”或“矢量”)单位: ,单位符号:
注意:重力势能具有 ,公式中h是相对 的高度,在参考面上方重力势能为 ,在参考面下方重力势能为 .重力势能的正负表示 ,即 >
(三)重力做功与重力势能的关系:由 可
(1)当重力不做功时, ,重力势能 (填“不变”“变小”“变大”)
(2)当重力做正功时, ,重力势能 (填“不变”“变小”“变大”)
(3)当重力做负功时, ,重力势能 (填“不变”“变小”“变大”)
二、弹性势能
(1)弹性势能的概念:物体发生弹性形变时具有的能量。弹性势能是标量,单位:焦耳(J)
(2)弹簧弹力做功和弹性势能的关系:弹力功是弹性势能变化的量度,
即:W弹=一△EP弹=一(EP末一EP初) =EP初一EP末
①弹簧弹力做正功时弹性势能变小; ②弹簧弹力不做功时弹性势能不变;③弹簧弹力做负功时弹性势能变大.
(五)势能是系统所共有的.势能的差值与参考面的选取 .
三、机械能
(一)机械能守恒定律的内容:
(二)机械能守恒的条件:表述一: ,即只有 做功,其它力不做功(或其它力做功为零);表述二:只有 与 发生转化,没有其它形式的能量(如摩擦发热的内能,切割磁感线的电能等).
(三)机械能守恒的表达式:(1) EK1+Epl=Ek2+EP2 (初状态的机械能等于末状态的机械能)
(2) (动能的增加量等于势能的减少量)或 (动能的增加量等于势能的减少量)(处理系统机械能守恒常用)
(3)ΔEa=一ΔEb,将系统分为a、b两部分,a部分机械能的增量等于另一部分b的机械能的减少量。
注意:应用(1)式时必须定好 ;应用(2)(3)式不用 。
(四)应用机械能守恒定律处理问题的一般步骤:
(1)明确研究对象和它的运动过程;
(2)受力分析,判断运动过程中物体的机械能是否守恒
(3)若物体的机械能守恒,对单个物体,一般用公式 ,所以要规定零势能面
(4)列出方程,然后求解
(五)判断系统(多个物体)机械能守恒的方法:
(1)用做功来判断,若只有重力或弹簧弹力做功,即 ,则系统机械能守恒,具体表现如下三种形式①系统只受 (如图1);②系统受其它力,但其它力 (如图2);③系统受其它力且做功,但 (如图3).
(2)用能量转化来判断,若系统中只有 与 发生转化,没有其它形式的能量(如摩擦发热的内能,切割磁感线的电能等)参与转化,则系统的机械能守恒.(请同学们用这个方法来判断上面的三个例子).
(3)对一些绳子突然绷紧,物体间非弹性碰撞等除非题目的特别说明,机械能必定不守恒,
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