2013届高考一轮物理复习课件(人教版)：第五章第3节 机械能守恒定律

第五章
第3节
高考调研
A．经 O 点时速率相等 B．在 O 点相遇
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C．在 O 点具有的机械能一定相等 D．在 O 点时重力的功率一定相等 诱思启导 (1)A、B 在 O 点的竖直分速度相等吗？ (2)A、B 初始位置机械能相等吗？ (3)在 O 点重力的功率如何表示？
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一、机械能守恒条件的理解及守恒条件判断 规律方法 1．“守恒”的实质 (1)不与其他形式的能(如内能、电能等)发生转化，因 此除重力和弹力以外的其他力不做功． (2)只有动能、重力势能和弹性势能三种形式的机械 能相互转化，因此，只能通过重力和弹力做功来实现．
第五章 第3节
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题后反思 (1)对于单个物体和地球组成的系统，用是否只有重 力做功来判断机械能是否守恒较方便，而对多个物体组 成的系统，则从系统是否有机械能与其他形式能发生转 化来判断更方便． (2)判断或计算机械能时，往往漏掉某一种形式的机 械能是常见的错误，应引起注意．
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【解析】
两物体在竖直方向都是自由落体运动，
故在 O 点它们的竖直分速度相等．由于 A 具有初动能， 则 A、B 在 O 点有相等的重力势能，但动能并不相等， 则在 O 点它们的机械能不相等，在 O 点重力的功率应等 于 mgv 竖，故 A、C 错误，BD 正确．
【答案】 BD
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五、机械能的变化 1．除重力和弹力做功外，还有其他力做功，则机械
36 能○________守恒． 37 2．机械能的变化等于○________，其他力做正功， 38 39 机械能○________， 其他力做负功， 机械能○________， 40 即 ΔE＝○________.
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四、机械能及机械能守恒定律
27 28 1. ○________和○________的总和称为机械能， 机
械能包括动能、重力势能、弹性势能． 2．机械能守恒定律
29 30 (1)内容：在只有○________做功的物体系统内，○
________可以互相转化，而总的机械能保持不变．
25 26 27 28 29 ○ 负功 ○ 增加 ○ 动能 ○ 势能 ○ 重力或弹力 30 31 32 33 34 ○动能和势能 ○重力 ○弹力 ○Ek2＋Ep2 ○－
ΔEp
35 36 37 38 ○ － ΔEB ○ 不 ○ 其 他 力 做 的 功 ○ 增 加
其他
39 40 ○减少 ○W
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பைடு நூலகம்
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31 32 (2) 机 械 能 守 恒 的 条 件 ： 只 有 ○ ________ 或 ○
________做功． (3)守恒表达式 观点 表达式
33 守恒观点 E1＝E2，Ek1＋Ep1＝○________ 34 转化观点 ΔEk＝○________ 35 转移观点 ΔEA＝○________
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3．弹力做功与弹性势能变化的关系
21 弹力做正功，弹性势能○________；弹力做负功， 22 23 弹性势能 ○ ________.即弹簧恢复原长过程中弹力做 ○ 24 ________，弹性势能○________；形变量增大的过程中 25 26 弹力做○________，弹性势能○________.
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2．守恒的研究对象必须是一个系统．通常包括 1单个物体——地球系统 2多个物体——地球系统 通常不提及地球． 3物体——弹簧——地球系统
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3．判断机械能是否守恒的几种方法 (1)用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的弹 力)做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒， 其他力做功，则机械能不守恒． (2)用能量转化来判断：若物体系统中只有动能和势 能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物 体系统机械能守恒．
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例1
下列说法正确的是(
)
A．如果物体(或系统)所受到的合外力为零，则机械 能一定守恒 B．如果合外力对物体(或系统)做功为零，则机械能 一定守恒 C．物体沿光滑曲面自由下滑的过程中，机械能不一 定守恒 D．做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒
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①始、末位置的高度差 力 体 ④所处高度 ⑤mgh ⑨地球 ⑩参考平面 ⑯增加
②物体的运动路径 ⑦参考平面 ⑫无关
③重 ⑧物
⑥标量 ⑪绝对 ⑰－ΔEp
⑬减少
⑭增加
⑮减少
⑱弹性形变
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⑲越大
⑳越大
21 22 23 24 ○减少 ○增加 ○正功 ○减少
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机械能及其守恒定律
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一、重力做功的特点 重 力做 的功 ，只 跟物 体的 ① ________ 有关 而跟 ② ________无关． 二、重力势能 1．定义：物体的重力势能等于它所受③________与 ④________的乘积． 2．公式：Ep＝⑤________.
和 F2 均对系统做正功，不符合机械能守恒的条件；图丙 中虽然只有重力、弹力做功，但小球的机械能不守恒， 小球、弹簧系统机械能才守恒；图丁中，只有重力对系 统做功，或系统的机械能没有与其他形式的能转化，故 系统机械能守恒．
【答案】 D
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二、机械能守恒定律的应用 规律方法
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【解析】 对 M 或 m 而言，除重力做功外还有绳的 拉力做功，故不满足机械能守恒的条件，故 A 错误，对 M、m 系统而言，没有机械能与其他形式的能发生转化， 故 M、m 系统机械能守恒，故 D 正确．绳子拉力对 m 做 正功 W1＝Fh，而对 M 做负功 W2＝－Fh，则 m 机械能 增加 Fh，而 M 机械能减少 Fh.通过绳子拉力做功，实现 m、 机械能的转移， m、 系统的机械能没有改变． M 但 M B 正确 C 错误．
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【重点提示】
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1.对机械能守恒条件理解应注意：
(1)只有重力和弹力(一般为弹簧、 橡皮绳的弹力)做功 或其中的一种力做功，使动能、重力势能、弹性势能之 间发生转化． (2)除重力、弹力做功外，物体可以受到其他力，但 其他力不能做功 (3)守恒条件不可理解为合力为零或合力功为零． 2．其他力(除重力、弹力)做功，是使系统机械能变 化的原因.
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3．矢标性：重力势能是⑥________，但有正、负， 其意义是表示物体的重力势能比它在⑦________上大还 是小． 4．特点 (1)系统性：重力势能是⑧________和⑨________这 一系统共有的． (2)相对性：重力势能的大小与⑩________的选取有 关．重力势能的变化是⑪________的，与参考平面的选 取⑫________.
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三、弹性势能 1．定义：发生⑱________的物体的各部分之间，由 于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性 势能． 2． 大小： 弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关， 弹簧的形变量⑲________，劲度系数⑳________，弹簧 的弹性势能越大．
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C． 小球拴在轻弹簧的一端， 从水平位置由静止释放， 在小球下摆的过程中，小球机械能守恒，如图丙所示 D．轻杆的中点和右端各固定一质量均为 m 的小球， 杆可带小球在竖直平面内绕 O 点转动，若开始时杆处于 水平，并由静止释放，当杆下落到竖直位置时，两个小 球、轻杆组成的系统机械能守恒，如图丁所示．
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5．重力做功与重力势能变化的关系 重力做正功时，重力势能⑬________；重力做负功 时，重力势能⑭________；重力做多少正功，重力势能 就⑮________多少，反之，重力做多少负功(或克服重力 做 多 少 功 ) 重 力 势 能 就 ⑯ ________ 多 少 ， 即 WG ＝ ⑰ ________(以 ΔEp＝Ep2－Ep1 表示重力势能的变化量)．
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诱思启导 (1)甲、乙图中，有重力、弹力之外的力做功吗？若 系统受的合外力为零，合外力做功一定为零吗？ (2)虽然只有重力或弹力做功，若选取的研究对象(系 统)不合适，机械能也不守恒．
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【解析】
图甲中有力 F 做功；图乙中水平恒力 F1
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跟踪训练 1 (2010· 成都模拟)如上图所示， 质量相等 的 A、B 两物体在同一水平线上，当 A 物体被水平抛出 的同时，B 物体开始自由下落(空气阻力忽略不计)，曲线 AC 为 A 物体的运动轨迹， 直线 BD 为 B 物体的运动轨迹， 两轨迹相交于 O 点，则两物体( )