步步高第五章第2课时

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1、第2课时机械能守恒定律【考纲解读】1.常握重力势能、弹性势能的概念，并能计算2掌握机械能守恒的条件，会判断物体的机械能是否守恒.3.掌握机械能守恒定律的三种表达形式，理解其物理意义，并能熟练应用.考点一机械能守恒的判断1.内容在只有重立遜九做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变.2.条件只有重力或弹力做功.3.判断方法(1)用定义判断：若物体动能、势能均不变，则机械能不变.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(减少)，其机械能一定变化.⑵用做功判斷：若物体或系统只有重力(或弹簧的

2、弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒.(3)用能量转化来判断：若物体或系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体或系统机械能守恒.(4)对多个物体组成的系统，除考虑外力是否只有重力做功外，还要考虑系统内力做功，如有滑动摩擦力做功时，因摩擦生热，系统机械能将有损失.【例1】如图1所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是(A.甲甲图中，物体力将弹簧压缩的过程中,A机械能守恒B.乙图中，/置于光滑水平面上，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒B.丙图中，不计任何阻力和定滑轮质量时力加速下落，3加速上升过程中，A.

3、B系统机械能守恒B.丁图屮，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒解析甲图中重力和弹力做功，物体？1和弹簧组成的系统机械能守恒，但砌体/机械能不守恒，A错；乙图中物体B除受重力外，还受弹力，弹力对3做负功，机械能不守恒，但从能量特点看A.B组成的系统机械能守恒，B错；丙图中绳子张力对力做负功，对B做正功，代数和为零，A.3系统机械能守恒，C对；丁图中小球的动能不变，势能不变，机械能守恒，D对.答案CD【递进题组】1・［守恒条件的应用］一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离.假定空气阻力可忽略，运动员可视

4、为质点，下列说法正确的是（）A.运动员到达最低点前重力势能始终减小B.蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加C.蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D.蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关答案ABC解析运动员到达最低点过程中，重力始终做正功，所以重力势能始终减少，A项正确.蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加，B项正确.蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，只有重力和弹力做功，所以机械能守恒，C项正确.重力势能的改变与重力势能零点的选取无关，D项错误.2.［机械能守恒定律的应用］如

5、图2所示，劲度系数为£的轻质弹簧，一端系在竖直放置的半径为7?的圆环顶点P，另一端系一质量为加的小球，小球穿在圆环上做无摩擦的运动.设开始时小球置于/点，弹簧处于自然状态，当小球运动到最低点时速率为0,对圆环恰好没有压力.下列分析正确的是（）图2A.小球过B点时，弹簧的弹力为mg—7)B.小球过B点时,弹簧的弹力为mg+rrr^C.从力到B的过程中，小球的机械能守恒D.从/到3的过程中，小球的机械能减少答案D解析从/到B的过程中，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的弾性势能增大，小球的机械能减小；由于小球运动到最低点时速率为对圆环恰好没有压力，根据

6、牛顿第二定律，F畀一〃虫，即F鼻=哗+〃珏,故只有选项D正确.规律总结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.对于一些绳子突然绷紧、物体间碰撞等情况，除非题目特别说明，否则机械能必定不守恒.3.对于系统机械能是否守恒，可以根据能量的转化进行判断.考点二机械能守恒定律的应用机械能守恒的三种表达式1.守恒观点⑴表达式：Ek】+Epi=£炷+已曲或Ei=E2・(1)意艾：系统初状态的机械能等于末状态的机械能.(2)注意：要先选取零势能参考平面，并且在整个过程中必须选取同一个零势能参考平面.2

7、.转化观点(1)表达式：=(2)意义：系统的机械能守恒时，系统增加(或减少)的动能等于系统减少(或增加)的势能.3.转移观点(1)表达式：Ea廉=△色减.(2)意义：若系统由A.B两部分组成，当系统的机械能守恒时，则力部分机械能的增加量等于B部分机械能的减少量.【例21如图3甲所示，竖直平面内的光滑轨道由倾斜直轨道AB和圆轨道BCD组成，AB和BCD相切于B点,CD连线是圆轨道竖直方向的直径(C、D为圆轨道的最低点和最高点)，已知ZBOC=30。.可视为质点的小滑块从轨道恋上高H处的某点由静止滑下，用力传感器测出小滑块经过圆轨道最高点D时对轨道的压

8、力为F,并得到如图乙所示的压力F与高度H的关系图象，取g=10m/s2.求：(1)小滑块的质童和圆轨道的半径