浙江2018-2019学年高中物理第七章机械能守恒定律8机械能守恒定律学案

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1、8　机械能守恒定律学习目标1.知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化．2．能够根据动能定理、重力做功与重力势能变化间的关系，推导出机械能守恒定律．3．会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题.考试要求学考选考dd一、动能与势能的相互转化1．重力势能与动能的转化只有重力做功时，若重力对物体做正功，则物体的重力势能减少，动能增加，物体的重力势能转化为动能，若重力对物体做负功，则物体的重力势能增加，动能减少，物体的动能转化为重力势能．2．弹性势能与动能的转化只有弹簧弹力做功时，若弹力对物体做正功，则弹簧的弹性势能减少，物体的动能

2、增加，弹簧的弹性势能转化为物体的动能；若弹力对物体做负功，则弹簧的弹性势能增加，物体的动能减少，物体的动能转化为弹簧的弹性势能．3．机械能：重力势能、弹性势能与动能统称为机械能．二、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，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变．2．表达式：Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1，即E2＝E1.1．判断下列说法的正误．(1)机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用．(×)(2)合力为零，物体的机械能一定守恒．(×)(3)合力做功为零，物体的机械能保持不变．(×)(4)只有重力做功时，物体的机械能一定守恒．(√)2.如图1

3、所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由落下，不计空气阻力，设桌面处的重力势能为零，则小球落到地面前瞬间的机械能为________．图1答案　mgH一、机械能守恒定律如图所示，质量为m的物体自由下落的过程中，经过高度为h1的A处时速度为v1，下落到高度为h2的B处时速度为v2，不计空气阻力，选择地面为参考平面，(1)求物体在A、B处的机械能EA、EB；(2)比较物体在A、B处的机械能的大小．答案　(1)物体在A处的机械能EA＝mgh1＋mv12物体在B处的机械能EB＝mgh2＋mv22(2)根据动能定理WG＝mv22－mv12下落过程中重力对物体做功，重力

4、做的功等于物体重力势能的减少，则WG＝mgh1－mgh2由以上两式可得：mv22－mv12＝mgh1－mgh2移项得mv12＋mgh1＝mv22＋mgh2由此可知物体在A、B两处的机械能相等1．对机械能守恒条件的理解(1)物体只受重力，只发生动能和重力势能的相互转化，如自由落体运动、抛体运动等．(2)只有弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化，如在光滑水平面上运动的物体碰到一个弹簧，和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒．(3)重力和弹力都做功，发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化，如自由下落的物体落到竖直的弹簧上和弹簧相互作用的过程中，对

5、物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒．(4)除受重力或弹力外，还受其他力，但其他力不做功，或其他力做功的代数和为零．如物体在沿斜面的拉力F的作用下沿斜面运动，拉力与摩擦力的大小相等，方向相反，在此运动过程中，其机械能守恒．2．判断机械能是否守恒的方法(1)利用机械能的定义判断(直接判断)：若物体动能、势能均不变，机械能不变；若一个物体动能和势能中一种变化，另一种不变，则其机械能一定变化．(2)用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功(或其他力做功的代数和为零)，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

6、无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒．例1　(2017·嘉兴市第一中学第二学期期中考试)如图2所示，根据机械能守恒条件，下列说法正确的是(　　)图2A．甲图中，火箭升空的过程中，若匀速升空机械能守恒，若加速升空机械能不守恒B．乙图中物体沿着斜面匀速向上运动，机械能守恒C．丙图中小球做匀速圆周运动，机械能守恒D．丁图中，轻弹簧将A、B两小车弹开，两小车组成的系统(不包括弹簧)机械能守恒答案　C解析　题图甲中，不论火箭是匀速还是加速升空，由于推力对火箭做功，火箭的机械能增加，故A错误；物体匀速运动，动能不变，重力势能增加，则机械能增加，故B错误；小球在做圆锥

7、摆的过程中，细线的拉力不做功，机械能守恒，故C正确；轻弹簧将A、B两小车弹开，弹簧的弹力对两小车做功，则两小车组成的系统机械能不守恒，但对两小车和弹簧组成的系统机械能守恒，故D错误．针对训练1　(2018·杭西高高一4月测试)如图3所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中(弹簧一直保持竖直，空气阻力不计)，下列说法中正确的是(　　)图3A．小球的重力势能增加B．小球的动能先减小后增大C．小球的机械能保持不变D．小球和弹簧组成的系统机械能保持不变答案　D解析　小球下落，重力势能减小，A项错误；小球接触弹