2019版高考物理大一轮复习第五章机械能及其守恒定律第16讲机械能守恒定律及其应用学案

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1、第16讲　机械能守恒定律及其应用考纲要求考情分析命题趋势1．机械能守恒的判断方法Ⅱ2．单个物体的机械能守恒Ⅱ3．多个物体的机械能守恒Ⅱ2016·全国卷Ⅲ，24机械能守恒定律是力学的重要规律之一，高考常考查验证机械能守恒定律的实验，要深刻理解机械能守恒定律的条件，会应用机械能守恒定律求解力学的综合问题1．重力做功与重力势能的关系(1)重力做功的特点①重力做功与__路径__无关，只与始末位置的__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表达式：Ep＝__mgh__.

2、②重力势能的特点重力势能是物体和__地球__所共有的，重力势能的大小与参考平面的选取__有关__，但重力势能的变化与参考平面的选取__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__减小__；重力对物体做负功，重力势能__增大__；②定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势能增量的负值．即WG＝__－(Ep2－Ep1)__＝__－ΔEp__.2．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

3、的关系：弹力做正功，弹性势能__减小__；弹力做负功，弹性势能__增加__.即W＝__－ΔEp__.3．机械能守恒定律及其应用(1)内容在只有__重力__或__弹簧弹力__做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能__保持不变__.(2)守恒条件只有__重力或弹簧弹力__做功．1．请判断下列表述是否正确，对不正确的表述，请说明原因．(1)被举到高处的物体重力势能可以为零．(　√　)(2)克服重力做功，物体的重力势能一定增加．(　√　)(3)发生弹性形变的物体都具有弹性势能．(　√　)

4、(4)弹簧弹力做正功时，弹性势能增加．(　×　)解析　弹簧弹力做正功时，弹性势能减少．(5)物体在速度增大时，其机械能可能在减小．(　√　)(6)物体所受合外力为零时，机械能一定守恒．(　×　)解析　物体所受合外力为零时，运动状态不会发生变化，故动能一定不变，但机械能不一定守恒．(7)物体受到摩擦力作用时，机械能一定要变化．(　×　)解析　物体受摩擦力的作用时，机械能可能不变．例如物体在水平拉力的作用下沿水平粗糙地面匀速运动时，其机械能不变．(8)在只有重力、弹簧弹力做功的物体系统内，只发生动能

5、和势能的相互转化，物体的机械能一定守恒．(　√　)一　机械能守恒的判断方法1．机械能守恒的条件：只有重力或系统内的弹力做功．2．机械能守恒的判断方法：(1)从机械能的定义直接判断：若物体动能、势能均不变，机械能不变．若一个物体动能不变，重力势能变化，或重力势能不变，动能变化或动能和重力势能同时增加(或减小)，其机械能一定变化．(2)用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功，虽受其他外力，但其他外力不做功，则机械能守恒．(3)用能量转化来判断：若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机

6、械能与其他形式的能的转化，则物体系统的机械能守恒．[例1](2018·广西南宁调研)在如图所示的物理过程示意图中，甲图为一端固定有小球的轻杆，从右偏上30°角释放后绕光滑支点摆动；乙图为末端固定有A、B两小球的轻质直角架，释放后绕通过直角顶点的固定轴O无摩擦转动；丙图为置于光滑水平面上的A、B两小车，B静止，A获得一向右的初速度后向右运动，某时刻连接两车的细绳绷紧，然后带动B车运动；丁图为置于光滑水平面上的带有竖直支架的小车，把用细绳悬挂的小球从图示位置释放，小球开始摆动．则关于这几个物理过程(

7、空气阻力忽略不计)，下列判断中正确的是(　A　)A．甲图中小球机械能守恒B．乙图中小球A的机械能守恒C．丙图中两车组成的系统机械能守恒D．丁图中小球的机械能守恒解析　甲图过程中轻杆对小球不做功，小球的机械能守恒；乙图过程中A、B两球通过杆相互影响(例如开始时A球带动B球转动)，轻杆对A的弹力不沿杆的方向，会对小球做功，所以每个小球的机械能不守恒，但把两个小球作为一个系统时机械能守恒；丙图中绳子绷紧的过程虽然只有弹力作为内力做功，但弹力突变有内能转化，机械能不守恒；丁图过程中细绳也会拉动小车运动，

8、取地面为参考系，小球的轨迹不是圆弧，细绳会对小球做功，小球的机械能不守恒，把小球和小车当做一个系统，机械能才守恒．(1)机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零，更不是合外力为零；“只有重力做功”不等于“只受重力作用”．(2)分析机械能是否守恒时，必须明确要研究的系统．　二　单个物体机械能守恒定律的应用机械能守恒定律的应用技巧(1)机械能守恒定律是一种“能—能转化”关系，其守恒是有条件的．因此，应用时首先要对研究对象在所研究的过程中机械能是否守恒做出判断．(2)如果系统(除地球外)只有一个物体，用