机械能守恒定律

【学习目标】

1．明确机械能守恒定律的含义和适用条件．

2．能准确判断具体的运动过程中机械能是否守恒．

3．熟练应用机械能守恒定律解题．

4．知道验证机械能守恒定律实验的原理方法和过程．

5．掌握验证机械能守恒定律实验对实验结果的讨论及误差分析．

【要点梳理】

要点一、机械能

要点诠释：

　　(1)物体的动能和势能之和称为物体的机械能．机械能包括动能、重力势能、弹性势能。

(2)重力势能是属于物体和地球组成的重力系统的，弹性势能是属于弹簧的弹力系统的，所以，机械能守恒定律的适用对象是系统．

(3)机械能是标量，但有正、负(因重力势能有正、负)．

(4)机械能具有相对性，因为势能具有相对性(须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．

(5)重力势能是物体和地球共有的，重力势能的值与零势能面的选择有关，物体在零势能面之上的势能是正值，在其下的势能是负值．但是重力势能差值与零势能面的选择无关．

(6)重力做功的特点：

①重力做功与路径无关，只与物体的始、未位置高度筹有关．

②重力做功的大小：W＝mgh．

　　③重力做功与重力势能的关系：．

要点二、机械能守恒定律

要点诠释：

(1)内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内动能和势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变，这个结论叫做机械能守恒定律．

(2)守恒定律的多种表达方式．

　　当系统满足机械能守恒的条件以后，常见的守恒表达式有以下几种：

　　①，即初状态的动能与势能之和等于末状态的动能与势能之和．

　　②或，即动能(或势能)的增加量等于势能(或动能)的减少量．

　　③△EA＝-△EB，即A物体机械能的增加量等于B物体机械能的减少量．

后两种表达式因无需选取重力势能零参考平面，往往能给列式、计算带来方便．

(3)机械能守恒条件的理解．

①从能量转化的角度看，只有系统内动能和势能相互转化，无其他形式能量之间(如内能)的转化

　　②从系统做功的角度看，只有重力和系统内的弹力做功，具体表现在：

　　a．只有重力做功的物体，如：所有做抛体运动的物体(不计空气阻力)，机械能守恒．

b．只有重力和系统内的弹力做功．如图(a)、(b)、右图所示．