課程內(nèi)容
高中物理復(fù)習(xí)課第七章《機(jī)械能及其定恒定律(二)》(必修2)
基礎(chǔ)知識(shí)梳理
一、重力勢(shì)能
1.定義:物體的重力勢(shì)能等于它所受重力與高度乘積。
2.公式:Ep=mgh
3.矢標(biāo)性:重力勢(shì)能是標(biāo)量,但有正、負(fù),其意義是表示物體的重力勢(shì)能比它在參考平面上大還是小,這與功的正、負(fù)的物理意義不同。
4.特點(diǎn)
(1)系統(tǒng)性:重力勢(shì)能是地球和物體共有的。
(2)相對(duì)性:重力勢(shì)能的大小與參考平面的選取有關(guān)。重力勢(shì)能的變化是絕對(duì)的,與參考平面的選取無(wú)關(guān)。
5.重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系
重力做正功時(shí),重力勢(shì)能減??;重力做負(fù)功時(shí),重力勢(shì)能增大;重力做多少正(負(fù))功,重力勢(shì)能就減少(增大)多少,即Wg=Ep1-Ep2
二、彈性勢(shì)能
1.定義:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能。
2.大?。簭椥詣?shì)能的大小與形變量和勁度系數(shù)有關(guān),彈簧的形變量越大,勁度系數(shù)越大,彈簧的彈性勢(shì)能越大
3.彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系
彈力做正功,彈性勢(shì)能減??;彈力做負(fù)功,彈性勢(shì)能增大,即彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)過(guò)程中彈力做正功,彈性勢(shì)能減小,形變量變大的過(guò)程中彈力做負(fù)功,彈性勢(shì)能增大。
三、機(jī)械能守恒定律
1.內(nèi)容:在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),只存在動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能保持不變。
2.表達(dá)式
(1)Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(需選零勢(shì)能參考平面)
(2)△ek=-△Ep(不用選零勢(shì)能參考平面)
(3)△EA增=△EB減(不用選零勢(shì)能參考平面)
3.機(jī)械能守恒的條件
只有重力(或彈簧的彈力)做功或只有其他外力做功但其他力做功的代數(shù)和為零。
例 1.關(guān)于機(jī)械能是否守恒,下列說(shuō)法正確的是(C )
A 做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能一定守恒
B 做圓周運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能一定守恒
C 做變速運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能可能守恒
D 合外力對(duì)物體做功不為零,機(jī)械能一定不守恒
例2.如圖所示,一根全長(zhǎng)為l、粗細(xì)均勻的鐵鏈,對(duì)稱地掛在光滑的輕小滑輪上,當(dāng)受到輕微的擾動(dòng),求鐵鏈脫離滑輪瞬間速度的大小。
四、功能關(guān)系
1.功是能量轉(zhuǎn)化的量度,即做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。
2.做功的過(guò)程一定伴隨著能量轉(zhuǎn)化,而且能量轉(zhuǎn)化必通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)。
五、能量守恒定律
能量既不能憑空產(chǎn)生,也不能呢個(gè)憑空消失,它只是從一種形式的能轉(zhuǎn)化為另一種形式的能,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,能量的總量保持不變。
能量守恒定律應(yīng)從下面兩方面去理解:
1.某種形式的能減少,一定存在其他形式的能增加,且減少量和增加量一定相等;
2.某個(gè)物體的能量減少,一定存在其他物體的能量增加,且減少量和增加量一定相等。
這也是我們列能量守恒定律方程式的兩條基本思路。
六、常見的幾種功與能量的關(guān)系
1.合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的增量,即W合=△Ek=Ek2-Ek1,即動(dòng)能定理
2.重力做功對(duì)應(yīng)重力勢(shì)能的改變
Wg=-△Ep=Ep1-Ep2
重力做多少正功,重力勢(shì)能減少多少;重力做多少負(fù)功,重力勢(shì)能增加多少。
3.彈簧彈力做功與彈性勢(shì)能的改變相對(duì)應(yīng)
Wf=-△Ep=Ep1-Ep2
彈力做多少正功,彈性勢(shì)能減少多少;彈力做多少負(fù)功,彈性勢(shì)能增加多少。
4.除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少功與物體機(jī)械能的增量相對(duì)應(yīng),即W其他=△E
例 3.一物體靜止在升降機(jī)的地板上,在升降機(jī)加速上升的過(guò)程中,地板對(duì)物體的支持力所做的功等于(C)
①物體勢(shì)能的增加量
②物體動(dòng)能的增加量
③物體動(dòng)能的增加量加上物體勢(shì)能的增加量
④物體動(dòng)能的增加量加上克服重力所做的功
A ① B ② C ③④ D 都不對(duì)
七、摩擦力做功與機(jī)械能、內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系
1.靜摩擦力做功的特點(diǎn)
(1)靜摩擦力可以做正功,可以做負(fù)功,還可以不做功
(2)存在相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi),一對(duì)靜摩擦力所做的總功為零
(3)在靜摩擦力做功的過(guò)程中,有機(jī)械能的轉(zhuǎn)移,而沒有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
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王老師
女,中教高級(jí)職稱
一直擔(dān)任高中物理的教學(xué)工作,有清晰的理性思維,豐富的高考備考經(jīng)驗(yàn),教學(xué)方式嚴(yán)謹(jǐn)、活潑。