课时 3 机械能守恒定律一、重力势能1.定义:物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。2.公式:Ep=mgh。3.矢标性:重力势能是标量,但有正、负,其意义是表示物体的重力势能比它在参考平面上大还是小,这与功的正、负的物理意义不同。4.特点(1)系统性:重力势能是地球和物体共有的。(2)相对性:重力势能的大小与参考平面的选取有关。重力势能的变化是绝对的,与参考平面的选取无关。5.重力做功与重力势能变化的关系重力做正功时,重力势能减小;重力做负功时,重力势能增大;重力做多少正(负)功,重力势能就减小 ( 增大 ) 多少,即 WG=Ep1-Ep2。二、弹性势能1.定义:物体由于发生弹性形变而具有的势能。2.大小:弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关,弹簧的形变量越大、劲度系数越大,弹簧的弹性势能越大。3.弹力做功与弹性势能变化的关系弹力做正功,弹性势能减小;弹力做负功,弹性势能增大。弹簧恢复原长的过程中弹力做正功,弹性势能减小,形变量变大的过程中弹力做负功,弹性势能增大。三、机械能守恒定律1.内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。2.表达式(1)Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(要选零势能参考平面)。(2)ΔEk=-ΔEp(不用选零势能参考平面)。(3)=(不用选零势能参考平面)。3.机械能守恒的条件只有重力或弹力做功或虽有其他力做功但其他力做功的代数和为零。考点一 重力做功与重力势能1.重力势能的求解方法(1)定义法:选取参考平面,确定物体相对参考平面的高度 h,代入 Ep=mgh 求解重力势能。(2)WG和 Ep关系法:由 WG=Ep1-Ep2知 Ep2=Ep1-WG或 Ep1=WG+Ep2。(3)变化量法:重力势能的变化量 ΔEp=Ep2-Ep1,故 Ep2=Ep1+ΔEp或 Ep1=Ep2-ΔEp。2.对重力做功和重力势能的“四点”提醒(1)重力做功的大小与物体的运动状态无关,与物体是否受其他力无关。(2)重力做功,一定会引起重力势能的变化。(3)重力势能是标量,但有正负,其意义表示物体的重力势能比它在参考平面的重力势能大还是小。(4)WG=-ΔEp中的负号表示重力做的功与重力势能变化的绝对值相等,符号相反。[典例 1] 沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端,下列说法正确的是( )A.沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面运动的物体克服重力做功多C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动的物体克服重力做功多D.不管沿怎样的斜面运动,物体克服重力做功相同解析:重力做功只与物体初、末位置的高度...
