高一物理必修2机械能守恒定律及其应用(全面)

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1、永泰一中高一物理备课组高一物理讲座想家的人问题1、在拉力F的作用下使质量为m的物体匀速上升机械能是否守恒？为什么？提出问题守恒条件是什么？问题2、小球机械能守恒吗？《机械能及其守恒定律》学完后，有些同学不明白机械能守恒的条件究竟是什么，应用时模模糊糊，常出错误。为了搞清机械能守恒的条件，以便正确应用，我们先来认识以下几个概念。1、系统：系统是指相互作用着的两个物体的组合。我们知道，机械能是动能和势能（包括重力势能和弹性势能）的总称，而是势能总是属于系统的，不是只属于单个物体，例如重力势能属于重物和地球组成的系统，弹性势能则属

2、于弹性体组成的系统，机械能是属于系统，有时，习惯上把机械能说成是单个物体的，这样做不是严谨的，而且常常导致我们对机械能的问题无法作出正确的分析。（问题1）一、需充分明确几个概念返回主页2、内力和外力：首先要明确“内力”和“外力”都是指系统内的物体所受到的力，其中，系统内物体间的相互作用力叫做系统的内力，系统外的物体对系统内的物体的作用力叫做系统得外力，在处理机械能问题时，内力中总有重力——重物和地球相互作用的引力，但不一定有弹力和摩擦力。(问题1、2)3、内力的功和外力的功：各个内力对系统内各物体所做的功代数和，叫做内力的功

3、；各个外力对系统内各物体所做的功的代数和，叫做外力的功。功的代数不为零叫做“做功”，功代数和等于零叫做“不做功”(问题1、2)返回主页4、机械能的转化：是指重力势能、弹性势能和动能之间的转化，内力中的重力做功时重力势能和动能相互转化；内力中的弹力做功，使弹性势能和动能相互转化，这样的功显然是不会使系统得机械能发生变化的。5、机械能守恒：是指我们所研究的系统的机械能——重力势能、弹性势能、动能的总和保持不变。返回主页1、没有外力做功;（例1）2、内力中没有重力和弹力以外的力做功。这是因为：1、外力对系统不做功则系统的机械能不与

4、外界发生交换。2、内力中没有重力和弹力以外的力做功（若有摩擦力、粘滞阻力及类似这样的内力做功,系统的机械能将增加），则系统内部不发生机械能与其它形式能量的转化。所以具备了这两个条件，系统的机械能就保持不变。守恒条件的理解：条件：系统内只有重力、弹力做功（动能、重力势能和弹性势能）二、机械能守恒条件及理解机械能守恒的判断方法有三个：①由机械能守恒的条件判断，看是否只有系统内的重力（或弹性力）做功。②根据能量的转化情况判断，看是否只有系统内的动能和势能的转化。③直接观察，看系统的机械能是否发生了变化。第②③种方法避开了有时比较麻

5、烦的受力分析和做功情况的分析，显的更为简捷。三、机械能守恒的判断D：物体P的机械能增加.例.劈形物P静止于光滑水平面上，其斜面光滑，一物体Q从劈形物体上端由开始下滑到低端的过程中，下列说法正确的是：A：物体Q的机械能守恒；B：物体Q的机械能减少；C：物体P、Q和地球组成的系统机械能守恒；用第二种方法（由是否只有系统内的动能和势能之间的转化）分析P、Q和地球组成的系统：由于不存在摩擦，所以在运动过程中，Q的重力势能减少，全部转化为P和Q的动能，则P、Q和地球组成的系统，机械能守恒。正确答案为BCD.分析：用第一种方法（根据是否

6、只有重力做功）分析，如图1物体Q受重力和P的支持FN,过程中Q的对地位移为s,很明显，Q所受的支持力FN与其位移s的夹角大于90°，支持力FN对Q做负功。因此，Q的机械能不守恒。选项A错误，B正确。由于Q对P的压力对P做正功，所以P的机械能增加，选项D正确。如图所示，物体A、B用绳子连接穿过定滑轮，已知mA=2mB,绳子的质量不计，忽略一切摩擦，此时物体A、B距地面高度均为H，释放A，在物体A到达地面前以下正确的是（）Ａ.mA的机械能守恒B.mB的机械能减少C.绳对mB的拉力不做功D.mA和mB的总机械能守恒返回例.如图2，

7、一轻杆两端固定质量分别为m1和m2的小球，m1>m2,该系统可绕过杆中的水平轴Ｏ在竖直平面内做无摩擦的转动。由静止释放后，该装置由水平位置转到竖直位置的过程，下列说法正确的是：Ａ.m1的机械能守恒B.m2的机械能减少C.杆对m2的弹性力不做功D.m1和m2的总机械能守恒分析：用第二种方法判断m1和m2阴成的系统机械能的守恒问题：因为不存在摩擦，过程中只有m1和m2之间的动能和势能的转化，所以和组成的系统机械能守恒。用直接观察的方法来判断m1和m2的机械能是否守恒：由于m1由静止向下运动，m2由静止向上运动，显然m2的动能和势

8、能都增加，m2的机械能不守恒。m2的机械能的增加显然来源于m１的机械能的减少，所以m１的机械能不守恒。由于m2、m2只受重力和杆对它们的弹性力，所以，肯定是杆对m2的弹性力对m2做正功，对m１做负功。先项ＡＢＣ错误，选项Ｄ正确。在由两个或以上质点组成的系统中，如果选择一个质点为研究对象，除