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机械能守恒定律功能关系(原卷版)
机械能守恒定律功能关系(原卷版)
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机械能守恒定律功能关系(原卷版)
建立知识网络:
考情解析:
能量转变与守恒是贯串整个高中物理的一条主线,功能关系和能量守恒是高考的要点,更是高考的热门。常常与电场、磁场以及典型的运动规律相联系,并常作为压轴题出现。此外,还可能从以下角度组织
命题:( 1)滑动摩擦力做功状况下的功能关系问题; ( 2)与带电粒子在电场、复合场中的运动相联合的问题。
要点知识梳理:
一、重力做功与重力势能
1.重力做功的特色
(1) 重力做功与路径没关,只与始末地点的高度差相关 .
(2) 重力做功不惹起物体机械能的变化 .
2.重力做功与重力势能变化的关系
(1) 定性关系:重力对物体做正功,重力势能减小;重力对物体做负功,重力势能增大 .
(2) 定量关系:重力对物体做的功等于物体重力势能的减少许,即 WG =- (Ep2-Ep1)=- Ep.
(3) 重力势能的变化量是绝对的,与参照平面的选用没关 .
二、弹性势能
1.定义
发生弹性形变的物体之间,因为有弹力的互相作用而拥有的势能 .
2.弹力做功与弹性势能变化的关系
(1) 弹力做功与弹性势能变化的关系近似于重力做功与重力势能变化的关系,用公式表示: W=- Ep.
(2) 对于弹性势能,一般地,物体的弹性形变量越大,弹性势能越大 .
3.重力势能与弹性势能的比较
内容
重力势能
弹性势能
看法
物体因为被举高而拥有的能
物体因为发生弹性形变而拥有的能
大小
Ep =mgh
与形变量及劲度系数相关
相对性
大小与所选用的参照平面相关
一般选弹簧形变成零的状态为弹性势能零点
三、机械能守恒定律及其应用
1.机械能
动能和势能统称为机械能,此中势能包含弹性势能和重力势能 .
2.机械能守恒定律
(1) 内容:在只有重力或弹力做功的物系统统内,动能与势能能够互相转变,而总的机械能保持不变 .
常用的三种表达式
①守恒式: E1= E2 或 Ek1+ Ep1= Ek2 + Ep2.(E1、 E2 分别表示系统初末状态时的总机械能
)
②转变式:
Ek=-
Ep 或
Ek 增 = Ep 减. (表示系统动能的增添量等于势能的减少许
)
③转移式:
EA=-
EB 或
EA 增 = EB 减 .(表示系统只有 A、B 两物体时, A 增添的机械能等于
B 减少的
机械能 )
四、能量守恒定律
1.内容
能量既不会凭空产生,也不会凭空消逝,它只好从一种形式转变成另一种形式,或许从一个物体转移
到另一个物体,在转变和转移的过程中,能量的总量保持不变 .
2.合用范围
能量守恒定律是贯串物理学的基本规律,是各样自然现象中广泛合用的一种规律 .
3.表达式
(1) E 初 =E 末,初状态各样能量的总和等于末状态各样能量的总和
.
(2) E 增 =
E 减 ,增添的那些能量的增添量等于减少的那些能量的减少许
.
【名师提示】
一对均衡力做功绝对值必定相等;一对互相作使劲做功的绝对值不必定相等,能够同为正或同为负,
也能够一个做功一个不做功,能够一正一负绝对值不必定相等 因为互相作使劲作用在不一样的物体上,不
同的物体位移不必定相等。
典型例题解析:
考点一:机械能守恒定律的应用
【典型例题 1】如图甲所示, 将质量为 m 的小球以速度
v0 竖直向上抛出, 小球上涨的最大高度为 h。若
将质量分别为 2m、3m、4m、5m 的小球,分别以相同大小的速度
v0 从半径均为
1
R= h 的竖直圆形圆滑轨道
2
的最低点水平向右射入轨道,轨道形状如图乙、丙、丁、戊所示。则质量分别为
2m、3m、 4m、5m 的小球
中,能抵达的最大高度仍为
h 的是 (小球大小和空气阻力均不计
)(
)
A .质量为 2m 的小球 B.质量为 3m 的小球 C.质量为 4m 的小球 D .质量为 5m 的小球
【变式训练 1】(2017 ·常州七校高三联考 )如下图, 水平传递带的右端与竖直面内的用内壁圆滑钢管弯
成的 “9形”固定轨道相接,钢管内径很小。传递带的运转速度为
v0= 6 m/s,将质量
m= 1.0 kg
的可看作质点
的滑块无初速地放在传递带
A 端,传递带长度
L=12.0 m ,“9形”轨道高
H =0.8 m,“9形”轨道上半部分圆弧
半径为
R= 0.2 m,滑块与传递带间的动摩擦因数为
μ=,重力加快度
g= 10 m/s2,试求:
滑块从传递带 A 端运动到 B 端所需要的时间;
滑块滑到轨道最高点 C 时遇到轨道的作使劲大小;
(3) 若滑块从 “ 9形”轨道 D 点水平抛出后, 恰巧垂直撞在倾角 θ= 45°
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