2021届高考物理第一轮总复习 机械能守恒定律课件.ppt
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1、温故自温故自查查1重力势能重力势能(1)重力做功的特点重力做功的特点重重力力做做功功与与 无无关关,只只与与始始末末位位置置的的 有有关关重力做功不引起物体重力做功不引起物体 的的变变化化路径路径高度差高度差机械能机械能(2)重力重力势势能能概念:物体由于概念:物体由于 而具有的能而具有的能表达式:表达式:Ep .矢矢标标性:重力性:重力势势能是能是 ,正,正负负表示其表示其 被举高被举高mgh标量标量大小大小(3)重力做功与重力重力做功与重力势势能能变变化的关系化的关系定定性性关关系系:重重力力对对物物体体做做正正功功,重重力力势势能能就就 ;重力;重力对对物体做物体做负负功,重力功,重力势
2、势能就能就 定定量量关关系系:重重力力对对物物体体做做的的功功 物物体体重重力力势势能的减少量能的减少量即即WG(Ep2Ep1).减少减少增加增加等于等于Ep1Ep22弹性势能弹性势能(1)概念:物体由于概念:物体由于发发生生 而具有的能而具有的能(2)大小:大小:弹弹性性势势能的大小与能的大小与弹弹簧的簧的 及及 有有关关,弹弹簧簧的的 越越大大或或 越越大,大,弹弹簧的簧的弹弹性性势势能越大能越大弹性形变弹性形变形变量形变量劲度系数劲度系数形变量形变量劲度系数劲度系数考点精析考点精析1重力势能公式中重力势能公式中h的含义要特别注意的含义要特别注意重重力力势势能能公公式式Epmgh中中的的h
3、表表示示高高度度,用用来来表表示示物物体体所所在在的的位位置置,是是个个状状态态量量,是是由由规规定定的的高高度度零零点点(如如地地面面)开开始始量量度度的的,向向上上为为正正;而而自自由由落落体体公公式式h gt2中中的的h表表示示自自由由下下落落物物体体的的位位移移,是是个个过过程程量量,是是由由起起始始位位置置开始量度的,向下为正,二者不能混为一谈开始量度的,向下为正,二者不能混为一谈2势势能属于系能属于系统统所共有所共有重重力力势势能能是是物物体体和和地地球球组组成成的的系系统统所所共共有有的的,而而不不是是物物体体单单独独具具有有的的,“物物体体的的重重力力势势能能”只只是是一一种种
4、简简化化的的说说法法弹弹性性势势能能属属于于系系统统所所有有,即即由由弹弹簧簧各各部部分分组组成成的的系系统统所所共有,而与外界物体无关共有,而与外界物体无关3势势能的相能的相对对性性重重力力势势能能具具有有相相对对性性,同同一一物物体体位位于于同同一一位位置置时时,由由于于选选择择不不同同的的水水平平面面作作为为零零势势能能面面,其其重重力力势势能能的的数数值值(包包括括正正、负负)也也不不同同因因而而,要要确确定定重重力力势势能能,须须首首先先确确定零定零势势能面能面但但是是,同同一一物物体体在在两两个个不不同同位位置置时时重重力力势势能能之之差差是是确确定定的的,只只与与两两位位置置的的
5、高高度度差差h有有关关,与与零零势势能能面面的的选选取无关取无关弹弹性性势势能一般取形能一般取形变变量量x0处为处为零零势势能点能点4势势能是能是标标量,正量,正负负具有大小的含具有大小的含义义温故自温故自查查1内内容容:在在只只有有 (或或弹弹簧簧的的 )做做功功的的情情况况下下,物物体体的的 (或或 )和和动动能能发发生生相相互互转转化化,但机械能的但机械能的总总量保持量保持 重力重力弹力弹力重力势能重力势能弹性势能弹性势能不变不变3机械能守恒的条件机械能守恒的条件(1)只有只有 (或或弹弹簧的簧的 )做功做功(2)受受其其他他外外力力,但但其其他他外外力力不不做做功功或或做做功功的的代代
6、数数和和 重力重力弹力弹力为零为零考点精析考点精析1机机械械能能守守恒恒定定律律的的研研究究对对象象一一定定是是系系统统,至至少少包包括括地地球球在在内内通通常常我我们们说说“小小球球的的机机械械能能守守恒恒”其其实实一一定定包包括括地地球球在在内内,因因为为重重力力势势能能就就是是小小球球和和地地球球所所共共有有的的另外小球的动能中所用的另外小球的动能中所用的v,也是相对于地面的速度,也是相对于地面的速度2当当研研究究对对象象(除除地地球球以以外外)只只有有一一个个物物体体时时,往往往往根根据据是是否否“只只有有重重力力做做功功”来来判判定定机机械械能能是是否否守守恒恒;当当研研究究对对象象
7、(除除地地球球以以外外)由由多多个个物物体体组组成成时时,往往往往根根据据是是否否“没有摩擦力和介质阻力没有摩擦力和介质阻力”来判定机械能是否守恒来判定机械能是否守恒3“只只有有重重力力做做功功”不不等等于于“只只受受重重力力作作用用”在在该该过过程程中中,物物体体可可以以受受其其他他力力的的作作用用,只只要要这这些些力力不不做做功功,或或所所做做的的功功的的代代数数和和为为零零,就就可可以以认认为为是是“只只有有重重力力做做功功”.温故自温故自查查1能能的的概概念念:一一个个物物体体能能够够 ,这这个个物物体体就具有能量就具有能量2规规律律:各各种种不不同同形形式式的的能能量量可可以以 ,而
8、而且在且在转转化的化的过过程中能量程中能量 对外做功对外做功相互转化相互转化守恒守恒3功功能能关关系系:做做功功的的过过程程就就是是 的的过过程程,物物体体 就就有有多多少少形形式式的的能能 为为其其他他形形式式的的能能,功功是能量是能量转转化的化的 (1)重重力力做做正正功功,重重力力势势能能 ;重重力力做做负负功功,重重力力势势能能 (2)弹弹力力做做 ,弹弹性性势势能能减减少少;弹弹力力做做 ,弹弹性性势势能能 能量转化能量转化做了多少功做了多少功转化转化量度量度减少减少增加增加正功正功负功负功增加增加考点精析考点精析应用功能关系需注意的问题应用功能关系需注意的问题1搞搞清清力力对对“谁
9、谁”做做功功:对对“谁谁”做做功功就就对对应应“谁谁”的位移,引起的位移,引起“谁谁”的能量变化的能量变化如如子子弹弹物物块块模模型型中中,摩摩擦擦力力对对子子弹弹的的功功必必须须用用子子弹弹的的位移去求解,这个功引起子弹动能变化位移去求解,这个功引起子弹动能变化2搞清不同的力做功对应不同形式的能的改变搞清不同的力做功对应不同形式的能的改变不同的力不同的力做功做功对应对应不同形不同形式能的式能的变变化化定量的关系定量的关系合外力功合外力功(所有外力的功所有外力的功)动动能能变变化化合外力合外力对对物体做功等于物体物体做功等于物体动动能的增量能的增量W合合Ek2Ek1重力的功重力的功重力重力势势
10、能能变变化化重力做正功,重力重力做正功,重力势势能减少;能减少;重力做重力做负负功,重力功,重力势势能增加能增加WGEpEp1Ep2弹弹簧簧弹弹力力的功的功弹弹性性势势能能变变化化弹弹力做正功,力做正功,弹弹性性势势能减少;能减少;弹弹力做力做负负功,功,弹弹性性势势能增加能增加WFEpEp1Ep2只有重力、只有重力、弹弹簧簧弹弹力的功力的功不引起机不引起机械能械能变变化化机械能守恒机械能守恒E0不同的力做功不同的力做功对应对应不同形不同形式能的式能的变变化化定量的关系定量的关系除重力和除重力和弹弹簧簧弹弹力之外的力做的力之外的力做的功功机械能机械能变变化化除重力和除重力和弹弹簧簧弹弹力之外的
11、力力之外的力做多少正功,物体的机械能就增加做多少正功,物体的机械能就增加多少;除重力和多少;除重力和弹弹力之外的力做多力之外的力做多少少负负功,物体的机械能就减少多少功,物体的机械能就减少多少W除除G、F外外E电场电场力的功力的功电势电势能能变变化化电场电场力做正功,力做正功,电势电势能减少;能减少;电场电场力做力做负负功,功,电势电势能增加能增加W电电Ep分子力的功分子力的功分子分子势势能能变变化化分子力做正功,分子分子力做正功,分子势势能减能减少;分子力做少;分子力做负负功,分子功,分子势势能增加能增加W分子分子Ep一一对对滑滑动动摩擦摩擦力的力的总总功功内能内能变变化化作用于系作用于系统
12、统的一的一对对滑滑动动摩擦摩擦力一定做力一定做负负功,系功,系统统内能增加内能增加QFfl相相对对温故自温故自查查能能量量既既不不会会 ,也也不不会会凭凭空空消消失失,它它只只能能从从一一种种形形式式 为为另另一一种种形形式式,或或从从一一个个物物体体 到到另另 一一 个个 物物 体体,而而 在在 转转 化化 和和 转转 移移 的的 过过 程程 中中,能能 量量 的的 总总 量量 凭空产生凭空产生转化转化转移转移保持不变保持不变考点精析考点精析能的转化和守恒定律的理解和应用能的转化和守恒定律的理解和应用1对定律的理解对定律的理解(1)某某种种形形式式的的能能量量减减少少,一一定定存存在在另另外
13、外形形式式的的能能量增加,且减少量和增加量相等量增加,且减少量和增加量相等(2)某某个个物物体体的的能能量量减减少少,一一定定存存在在别别的的物物体体的的能能量增加,且减少量和增加量相等量增加,且减少量和增加量相等2应应用定律解用定律解题题的步的步骤骤:(1)分分清清共共有有多多少少种种形形式式的的能能(如如动动能能、势势能能、电电能能、内能等内能等)在在变变化化(2)明确哪些能量增加,哪些能量减少明确哪些能量增加,哪些能量减少(3)减减少少的的总总能能量量一一定定等等于于增增加加的的总总能能量量,据据此此列列出方程:出方程:E减减E增增3能量能量转转化和化和转转移具有方向性移具有方向性(1)
14、能能量量耗耗散散:宏宏观观过过程程中中,流流散散到到周周围围环环境境中中的的内能无法收集重新利用的内能无法收集重新利用的现现象象(2)能能量量利利用用过过程程的的实实质质:能能量量转转化化和和传传递递的的过过程程(3)能能量量耗耗散散表表明明,能能量量数数量量并并未未减减少少,但但在在可可以以利用的品利用的品质质上降低了,从便于使用到不便于使用上降低了,从便于使用到不便于使用命命题题规规律律根根据据机机械械能能守守恒恒条条件件,判判断断物物体体或或系系统统的机械能是否守恒的机械能是否守恒考考例例1如如图图所所示示,斜斜面面置置于于光光滑滑水水平平地地面面上上,其其光光滑滑斜斜面面上上有有一一物
15、物体体由由静静止止沿沿斜斜面面下下滑滑,在在物物体体下下滑滑过过程程中,下列中,下列说说法正确的是法正确的是()A物体的重力物体的重力势势能减少,能减少,动动能增加能增加B斜面的机械能不斜面的机械能不变变C斜斜面面对对物物体体的的作作用用力力垂垂直直于于接接触触面面,不不对对物物体体做做功功D物体和斜面物体和斜面组组成的系成的系统统机械能守恒机械能守恒解解析析物物体体下下滑滑过过程程中中,由由于于物物体体与与斜斜面面相相互互间间有有垂垂直直于于斜斜面面的的作作用用力力,使使斜斜面面加加速速运运动动,斜斜面面的的动动能能增增加加;物物体体克克服服其其相相互互作作用用力力做做功功,物物体体的的机机
16、械械能能减减少少,但但动动能能增加,重力势能减少,选项增加,重力势能减少,选项A正确选项正确选项B错误错误物物体体沿沿斜斜面面下下滑滑时时既既沿沿斜斜面面向向下下运运动动,又又随随斜斜面面向向右右运运动动,其其合合速速度度方方向向与与弹弹力力方方向向不不垂垂直直,弹弹力力方方向向垂垂直直于于接接触触面面,但但与与速速度度方方向向之之间间的的夹夹角角大大于于90,所所以以斜斜面面对对物物体体的的作作用用力力对对物物体体做做负负功功,选选项项C错错误误,对对物物体体与与斜斜面面组组成成的的系系统统,仅仅有有重重力力做做功功,因因此此,系系统统机机械械能能守守恒恒,选选项项D正确正确综上所述,该题的
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