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课件网) 4.机械能守恒定律 必备知识·自主学习 一、动能与势能的相互转化 【情境思考】 (1)如图甲是滚摆及其运动的示意图,滚摆在上升过程中,重力做功情况如何?其动能与势能怎样变化?在下降过程中呢? (2)如图乙所示,在光滑水平面上,弹簧左端固定,右端连接物体,弹簧被压缩到一定程度释放物体,在弹簧恢复到原长的过程中,弹力做功情况如何?弹性势能、物体的动能如何变化? 提示:(1)滚摆在上升过程中,重力做负功,动能减少,重力势能增加;在下降过程中,重力做正功,动能增加,重力势能减少; (2)在弹簧恢复到原长的过程中,弹力做正功,弹性势能减少,动能增加。 1.重力势能与动能:只有重力做功时,若重力对物体做正功,则物体的重力势能 _____,动能_____,_____转化成了动能;若重力做负功,则_____转化为_____ _____。 2.弹性势能与动能:只有弹簧弹力做功时,若弹力做正功,则弹簧弹性势能_____, 物体的动能_____,弹性势能转化为动能。 3.机械能:_____、弹性势能和_____的统称,表达式为E=Ek+Ep。 减少 增加 重力势能 动能 重力 势能 减少 增加 重力势能 动能 二、机械能守恒定律 【情境思考】 用细绳把铁锁吊在高处,并把铁锁拉到鼻子尖前释放,保持头的位置不动,铁锁摆回来时,会打到鼻子吗? 提示:不会打到鼻子。 1.内容:在只有_____或_____做功的物体系统内,动能和势能会发生相互转化,但 机械能的总量_____。 2.表达式:Ep1+Ek1= _____,即E1=E2。 重力 弹力 保持不变 Ep2+Ek2 【易错辨析】 (1)通过重力做功,动能和重力势能可以相互转化。 ( ) (2)通过弹力做功,动能和弹性势能可以相互转化。 ( ) (3)物体的机械能一定是正值。 ( ) (4)通过重力或弹力做功,机械能可以转化为其他能。 ( ) (5)物体所受的合力为零,物体的机械能一定守恒。 ( ) (6)人乘电梯匀速上升的过程,机械能守恒。 ( ) (7)不计空气阻力及摩擦力时,滚摆在运动过程中机械能守恒。 ( ) √ √ × × × × √ 关键能力·合作学习 知识点一 机械能守恒条件的判断 1.对守恒条件的理解: (1)物体只受重力或弹力,不受其他力,如自由落体运动; (2)物体除受重力或弹力外,还受其他力,但其他力不做功,如物体沿光滑固定的斜面下滑,物体受重力和支持力作用,但支持力不做功; (3)对于物体系统来说,除系统内的重力和弹力做功之外,外力不做功,有内力做功,但内力做功的代数和为零。 2.机械能守恒的判断方法:判断机械能是否守恒的三种基本方法。 (1)做功条件分析法:应用机械能守恒的条件进行判断。分析物体(或系统)的受力情况(包括内力和外力),明确各力做功的情况,若只有重力或弹力做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则物体(或系统)的机械能守恒。 (2)能量转化分析法:从能量转化的角度进行判断。若只有系统内物体间动能和重力势能及弹性势能的相互转化,机械能也没有转化成其他形式的能(如内能),则系统的机械能守恒。 (3)增减情况分析法:直接从机械能的各种形式的能量增减情况进行判断。若系统的动能与势能均增加或均减少,则系统的机械能不守恒;若系统内各个物体的机械能均增加或均减少,则系统的机械能不守恒。 【问题探究】 如图所示,过山车由高处在关闭发动机的情况下飞奔而下。(忽略轨道的阻力和其他阻力) 过山车下滑时,过山车受哪些力作用?各做什么功?动能和势能怎么变化?机械能守恒吗? 提示:过山车下滑时,如果忽略阻力作用,过山车受重力和轨道支持力作用;重力做正功,支持力不做功,动能增加,重力势能减少,机械能保持不变。 【典例示范】 【典例】如图所示,一轻弹簧固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度地释放,让它自由摆下,不计空气阻力。在重物由A点摆 ... ...
