一、重力做功与重力势能
1.重力做功的特点
(1)重力做功与路径无关,只与初、末位置的高度差有关。
(2)重力做功不引起物体机械能的变化。
2.重力势能
(1)公式:Ep=mgh。
(2)特性:
①标矢性: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。
②系统性:重力势能是物体和地球所组成的“系统”共有的。
③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。
3.重力做功与重力势能变化的关系
(1)定性关系:重力对物体做正功,重力势能就减少;重力对物体做负功,重力势能就增加。
(2)定量关系:重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量。即WG=Ep1-Ep2=-ΔEp。
二、弹性势能
1.定义:发生弹性形变的物体之间,由于有弹力的相互作用而具有的势能。
2.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。即W=-ΔEp。
三、机械能守恒定律
1.机械能
动能和势能统称为机械能,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,动能和势能可以互相转化,而总的机械能保持不变。
(2)守恒的条件:只有重力或系统内的弹力做功。
(3)守恒表达式:mgh1+mv=mgh2+mv。