第3讲机械能机械能守恒定律一、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：重力势能是物体和地球所组成的物体“系统”所共有的．(2)相对性：重力势能的大小与参考平面的选取有关．重力势能的变化是一定的，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，重力势能减少；重力做负功时，重力势能增加；重力做多少正(负)功，重力势能就减少(增加)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能．2．大小：弹性势能的大小与形变量及弹簧劲度系数有关，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，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加．三、机械能、机械能守恒定律1．机械能物体的动能和势能之和统称为机械能，即E＝Ek＋EP.其中势能包括重力势能和弹性势能．2．机械能守恒定律(1)内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变．(2)表达式：E2＝E1，即Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep11．下列物体运动过程中满足机械能守恒的是()A．跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降B．忽略空气阻力，物体竖直上抛C．火箭升空过程D．拉着物体沿光滑斜面匀速上升解析：跳伞运动员在空中匀速下降时，动能不变，重力势能减小，故机械能减少，A错误；忽略空气阻力，物体竖直上抛时，只有重力做功，机械能守恒，B正确火箭升空时，推力做正功，机械能增加，C错误；拉着物体沿光滑斜面匀速上升时，动能不变，重力势能增加，故机械能增加，D错误．答案：B2．关于弹性势能，下列说法中正确的是()A．当弹簧变长时弹性势能一定增大B．当弹簧变短时弹性势能一定减小C．在拉伸长度相同时，k越大的弹簧的弹性势能越大D．弹簧在拉伸时弹性势能一定大于压缩时的弹性势能解析：弹簧弹性势能的大小，除了跟劲度系数k有关外，还跟它的形变量有关．如果弹簧原来处在压缩状态，当它变长时，它的弹性势能应先减小，在原长处它的弹性势能最小，所以A、B、D都不对．答案：C3．关于重力势能，下列说法中正确的是()A．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定B．物体与参考平面的距离越大，它的重力势能也越大C．一物体的重力势能从－5J变化到－3J，重力势能变大了D．重力势能的减少量等于重力对物体做的功答案：CD4．不计空气阻力，如图所示的几种情况中，系统的机械能守恒的是()①一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动(图甲)②运动员在蹦床上越跳越高(图乙)③图丙中小车上放一木块，小车的左侧有弹簧与墙壁相连，小车在左右振动时，木块相对于小车无滑动(车轮与地面间摩擦不计)④图丙中如果小车振动时，木块相对小车滑动(木块与小车有摩擦)A．①②B．②③C．②④D．①③解析：对①而言，仅重力对弹丸做功，机械能守恒，故①正确；对②而言，运动员不断对自己做功，机械能增加，故②不正确；对③而言，能量仅在动能和弹性势能之间转化，机械能守恒；对④而言，有摩擦生热，故④不正确．故选项D正确．答案：D5．如图所示，质量为m的物体沿斜上方以速度v0抛出后，能达到的最大高度为H，当它将要落到离地面高度为h的平台上时(不计空气阻力，取地面为参考平面)，下列判断正确的是()A．它的总机械能大于mvB．它的总机械能为mgHC．它的动能为mg(H－h)D．它的动能为mv－mgh解析：依题意分析可知，物体做抛体运动过程中机械能守恒．物体刚被抛出时的机械能为mv，故物体将要落到离地面高度为h的平台上时机械能一定为mv，选项A、B均错误；设物体将要落到离地面高度为h的平台上时动能为Ek，根据机械能守恒定律可得mv＝Ek＋mgh，解得Ek＝mv－mgh，故选项C错误，D正确．答案：D1．机械能守恒的条件：只有重力或弹力做功．可以从以下两个方面理解：(1)只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动，物体的机械能守恒．(2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功．例...
