2010高三物理综合复习学案:机械能及其守恒定律
2010高三物理综合复习学案:机械能及其守恒定律第3页

  重力做功与路径无关,只决定于初、末位置间的高度差h,重力做功的大小WG=mgh.若物体从高处下降,重力做正功,反之,物体克服重力做功.

  2.重力势能

  地球上的物体由于受到重力的作用而具有的跟它的高度有关的能,叫重力势能.重力势能是地球和物体组成的系统共有的,而不是物体单独具有的.

  Ep=mgh,重力势能的大小和零势能面的选取有关,h是物体的重心到参考面(零重力势能面)的高度.若物体在参考面以上,则重力势能取正值;若物体在参考面以下,则重力势能取负值.通常选取地面作为零势能面.重力势能是标量,但有正负.

  3.重力做功与重力势能变化的关系

  重力对物体做多少正功,物体的重力势能就减小多少;重力对物体做多少负功,物体的重力势能就增加多少.重力对物体所做的功等于物体重力势能的变化量,即:

  WG=-(EP2-EP1)=EP1-EP2,或WG=-△EP.

  重力势能的变化量与零重力势能面的选取无关.

  4.弹性势能

物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能.弹簧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.Ep=1/2( kx2)

(二)动能

  1、动能

 (1).定义:物体由于运动而具有的能量叫做动能.

 (2).计算公式:.国际单位:焦耳(J).

 (3).说明:

  ①动能只有大小,没有方向,是个标量.计算公式中v是物体具有的速率.动能恒为正值.

  ②动能是状态量,动能的变化(增量)是过程量.

  ③动能具有相对性,其值与参考系的选取有关.一般取地面为参考系.

  二、动能定理

  1.内容:外力对物体做的总功等于物体动能的变化.即:合外力做的功等于物体动能的变化.

  2.表达式:W总=Ek2-Ek1 或W合=ΔEK

  3.对动能定理的理解:

  (1)W总是所有外力对物体做的总功,等于所有外力对物体做功的代数和,即:W合=W1+ W2+ W3+.......特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下,只要把各个力在各个阶段所做的功都按照代数和加起来,就可以得到总功.

  (2)因动能定理中功和能均与参考系的选取有关,所以动能定理也与参考系的选取有关,一般以地球为参考系.

  (3)动能定理适用单个物体,对于物体系统尤其是具有相对运动的物体系统不能盲目的应用动能定理.由于此时内力的功也可引起物体动能向其他形式能(比如内能)的转化.在动能定理中.总功指各外力对物体做功的代数和.这里我们所说的外力包括重力、弹力、摩擦力、电场力等.

  (4)不论做什么运动形式,受力如何,动能定理总是适用的.

  (5)做功的过程是能量转化的过程,动能定理中的等号"="的意义是一种因果联系的数值上相等的符号, 它并不意谓着"功就是动能的增量",也不意谓着"功转变成动能",而意谓着"合外力的功是物体动能变化的原因,合外力对物体做多少功物体的动能就变化多少".

(6)W总>0时,Ek2>Ek1,物体的动能增加;W总<0时,Ek2