重力势能的变化与重力做功的关系弹性势能机械能守恒定律
第十三讲 重力势能 重力势能的变化与重力做功的关系 弹性势能 机械
能守恒定律
【复习目标】
测 试 内 容 测 试 要 求
重力势能 重力势能的变化与重力做功的关系 A
弹性势能 A
机械能守恒定律 C 【知识要点】
1. 重力势能是物体由于受到重力而具有的跟物体和地球的____________的能量(
表
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达式为E,mgh.物体重力势能的大小与____________________有关( p
2. 重力势能的变化与重力做功的关系:重力做正功时～重力势能减少～减少的重力势能等于重力做的正功,克服重力做功(重力做负功)时～重力势能增加～增加的重力势能等于克服重力做的功(重力所做的功只取决于__________________，跟物体运动的________无关(
3. 物体由于____________________________而具有的能量叫做弹性势能，物体的________越大，弹性势能越大(
4. 机械能是________和________的统称，即E,E，E. 机械kp
5. 机械能守恒定律:________________________的情形下，物体的动能和势能发生相互转化，机械能的总量不变，这就是机械能守恒定律，表达式为E，E,E，E. k1p1k2p2【重难点突破】
1. 判断机械能是否守恒的常用
方法
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和常见情形
(1) 直接分析某一物理过程中动能与势能之和是否不变，例如物体沿斜面匀速运动，则物体机械能一定不守恒(
(2) 分析受力:如果只受重力，则机械能一定守恒，例如不计空气阻力时做抛体运动的物体(
(3) 分析受力做功:如果除重力以外有其他力，但其他力不做功，机械能也守恒，例如在光滑曲面上运动的物体机械能守恒(
2. 应用机械能守恒定律解题的一般步骤
(1) 确定研究系统(通常是物体和地球、弹簧等)和所研究的物理过程(
(2) 进行受力分析判断机械能是否守恒(
(3) 选择零势能面，确定物体在初、末位置的动能和势能(
(4) 根据机械能守恒定律列方程求解(
【例 题】
【例1】. (2015年江苏省普通高中学业水平测试)如图所示，小朋友在玩蹦蹦杆游戏的过程中，关于杆上弹簧，下列说法中不正确的是( ) (((
A. 弹簧恢复到原长时，弹性势能为零
B. 弹簧恢复原长过程中，弹性势能转化为其他形式的能
C. 弹簧形变量最大时，弹性势能不一定最大
D. 弹簧压缩过程中，其他形式的能转化为弹性势能
【变式】(2016届南通学业水平测试模拟卷)如图为探究弹簧的弹性势能与哪些因素有关的实验装置，用向下的力缓慢推小球压缩弹簧，撤去推力后，小球从竖直圆管中向上弹出(不计摩擦和空气阻力，弹簧的形变始终在弹性限度内，则( )
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A. 只增大弹簧的压缩量，小球上升的高度不变
B. 只增大弹簧的压缩量，小球上升的高度增大
C. 只增大弹簧的劲度系数，小球上升的高度不变
D. 只增大弹簧的劲度系数，小球上升的高度减小
【例2】(2016届镇江模拟)将质量为100kg的物体从地面提升到10m高处，在这个过程中( ) 4A. 重力做正功，重力势能增加1.0×10 J 4B. 重力做正功，重力势能减少1.0×10 J 4C. 重力做负功，重力势能增加1.0×10 J 4D. 重力做负功，重力势能减少1.0×10 J
【变式】 (2014年江苏省普通高中学业水平测试)在一次军事演习中，伞兵跳离飞机后打开降落伞，实施定点降落(在伞兵匀速下落的过程中，下列说法正确的是( )
A. 伞兵的机械能守恒，重力势能不变
B. 伞兵的机械能守恒，重力势能减小
C. 伞兵的机械能不守恒，重力势能不变
D. 伞兵的机械能不守恒，重力势能减小
【例3】(2016届徐州学业水平测试模拟卷)物体在做下列哪种运动时机械能一定不守恒( )
A. 自由落体运动
B. 平抛运动
C. 跳伞员带着张开的降落伞在空气中匀速下落
D. 用细线拴着小球在竖直平面内做圆周运动
【变式】 (2016届苏州学业水平测试模拟卷)在“长征四号”乙运载火箭加速升空的过程中，关于能量的转化，下列说法中正确的是( )
A. 火箭重力做正功，重力势能增加
B. 火箭所受合外力做负功，动能增加
C. 火箭除重力以外的合外力做正功，机械能增加
D. 火箭除重力以外的合外力不做功，机械能守恒
【例4】 (2015届南京金陵中学模拟)如图所示，若选取地面处的重力势能为零，则图中静止在距地面H高处的物体的机械能等于( )
A. mgh B. mgH
C. mg(h，H) D. mg(H,h)
【变式1】落到坑底时的机械能呢,
【变式2】在地面上以速度v抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h高0
度的海平面上(若以抛出点为零势能面，且不计空气阻力，则( )
A. 物体到海平面时的势能为mgh
B. 重力对物体做的功为mgh
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12C. 物体在海平面上的机械能为mv，mgh 02
12D. 物体在海平面上的动能为mv 02
【例5】轻质弹簧一端固定在O点，另一端拴一个小球(现把小球拉到与O点等高的位置(此时弹簧处于自然长度)静止释放，在小球摆到O点正下方的过程中( )
A. 重力对小球做正功
B. 弹簧对小球不做功
C. 小球的机械能守恒
D. 小球减少的重力势能全部转化为动能
【变式】如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立放在水平面上，其正上方A位置处有一个小球(小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零(关于小球下降阶段，下列说法中不正确的是( )
A. 在B位置小球动能最大
B. 在C位置小球动能最大
C. 从A?C的过程中，小球重力势能的减少量大于小球动能的增加量
D. 从A?D的过程中，小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
1【例6】如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道的B点与水平4
地面相切，其半径为R.质量为m的小球由A点静止释放(求:
(1) 小球滑到最低点B时，小球速度v的大小;
(2) 小球刚到达最低点B时，轨道对小球支持力F的大小; N
(3) 若小球通过光滑的水平面BC滑上固定曲面，恰达最高点D，D的高度为h(已知
h
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