第 9 节 机械能守恒定律[学考报告]知识内容机械能守恒定律考试要求学考选考dd基本要求1
知道机械能的各种形式,能够分析动能与势能(包括弹性势能)之间的相互转化问题2
知道机械能守恒的条件,知道机械能守恒定律的表达式3
会判断机械能是否守恒,会应用机械能守恒定律解决有关问题发展要求1
根据动能定理及重力做功与势能变化的关系,推导出机械能守恒定律2
从能量转化的角度理解机械能守恒的条件3
能从不同角度表达机械能守恒定律,并选择合适的表达式求解问题4
领悟运用机械能守恒定律解决问题的优点说明1
运用机械能守恒定律进行计算时,不涉及弹性势能的表达式2
不要求用机械能守恒定律求解两个及两个以上物体(包括需要确定重心的链条、绳子、流体等)的问题[基 础 梳 理]1
机械能的定义动能与势能(包括重力势能和弹性势能)统称为机 械能 ,用符号 E 表示
机械能具有相对性因为势能具有相对性(需确定零势能参考平面),同时,与动能相关的速度也具有相对性(应该相对于同一惯性参考系,一般是以地面为参考系),所以机械能也具有相对性
只有在确定了参考系和零势能参考平面的情况下,机械能才有确定的物理意义
动能和势能相互转化(1)重力势能与动能相互转化用细线、小球等做实验,把一个小球用细线悬挂起来,把小球拉到一定高度的 A 点,然后放开,小球在摆动过程中,重力势能与动能相互转化
我们看到,小球可以摆到跟 A 点等高的 C 点,如图 1 甲所示,如果用尺子在某一点挡住细线,小球虽然不能摆到 C 点,但摆到另一侧时,也能到达跟 A 点相同的高度,如图乙所示
图 1实验证明,小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化
在摆动过程中,小球总能回到原来的高度,可见,重力势能和动能的总和不变
(2)弹性势能与动能相互转化被压缩的弹簧具有弹性势能,当弹簧恢复原来形状时,就把跟它接触的物体弹出去,这一过程中,弹力做