2017-2018学年高中物理第7章机械能守恒定律第8节习题课机械能守恒定律的应用学案新人教版必修2

《2017-2018学年高中物理第7章机械能守恒定律第8节习题课机械能守恒定律的应用学案新人教版必修2 》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、习题课　机械能守恒定律的应用　机械能守恒定律的判断[要点归纳]机械能守恒的条件绝不是合力的功等于零，更不是合力为零；“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。1．利用机械能的定义判断：判断物体动能和势能的和即机械能是否变化，如匀速上升、匀速下降、沿斜面匀速运动的物体机械能必定不守恒。2．用做功判断：看物体或系统是否只有重力(或弹簧的弹力)做功。3．用能量转化来判断：看是否存在其他形式的能和机械能相互转化，如有滑动摩擦力做功时，因摩擦生热，系统机械能将有损失。4．对一些绳子突然绷紧、物体间碰撞等情况，除非题

2、目特别说明，否则机械能必定不守恒。[精典示例][例1]　(多选)如图1所示，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上，现将一小球从图示位置静止释放，不计一切摩擦，则在小球从释放到落至地面的过程中，下列说法正确的是(　　)图1A．斜劈对小球的弹力不做功B．斜劈与小球组成的系统机械能守恒C．斜劈的机械能守恒D．小球机械能的减少量等于斜劈动能的增加量解析　小球有竖直方向的位移，所以斜劈对小球的弹力对球做负功，故A选项错误；小球对斜劈的弹力对斜劈做正功，所以斜劈的机械能增加，故C选项错误；不计一切摩擦，小球下滑过程中

3、，小球和斜劈组成的系统中只有动能和重力势能相互转化，系统机械能守恒，故B、D选项正确。答案　BD[针对训练1](多选)如图2所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是(　　)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．乙图中物体匀速运动，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，两小车组成的系统机械能不守恒，两小车和弹簧组成的系统机械能守恒解析　题图甲中无论火箭匀速上升还是加速上升，都有推力做功，机械能增加，因而机械能不

4、守恒；题图乙中拉力F做功，机械能不守恒；题图丙中，小球受到的所有力都不做功，机械能守恒；题图丁中，弹簧的弹力做功，弹簧的弹性势能转化为两小车的动能，两小车与弹簧组成的系统机械能守恒。答案　CD　含弹簧类机械能守恒问题[精典示例][例2]　如图3所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，并且处于原长状态，现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中(　　)图

5、3A．圆环的机械能守恒B．弹簧弹性势能变化了mgLC．圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变解析　圆环在下落过程中机械能减少，弹簧弹性势能增加，而圆环与弹簧组成的系统机械能守恒。圆环下落到最低点时速度为零，但是加速度不为零，即合力不为零；圆环重力势能减少了mgL，由机械能守恒可知，弹簧的弹性势能增加mgL，故选项B正确。答案　B利用机械能守恒定律分析问题时，一定要注意守恒条件的应用，灵活选取研究对象。本题中圆环的机械能不守恒，但圆环与弹簧所组成的系统的机械能守恒。　

6、　　　　　[针对训练2]如图4所示，轻弹簧一端与墙相连处于自然状态，质量为4kg的木块沿光滑的水平面以5m/s的速度运动并开始挤压弹簧，求：图4(1)弹簧的最大弹性势能；(2)木块被弹回速度增大到3m/s时弹簧的弹性势能。解析　(1)木块压缩弹簧的过程中，木块和弹簧组成的系统机械能守恒，弹性势能最大时，对应木块的动能为零，故有：Epm＝mv＝×4×52J＝50J。(2)由机械能守恒有mv＝Ep1＋mv×4×52J＝Ep1＋×4×32J得Ep1＝32J。答案　(1)50J　(2)32J　机械能守恒定律和动

7、能定理的应用比较[要点归纳]机械能守恒定律和动能定理的比较　　规律内容　　　机械能守恒定律动能定理表达式E1＝E2ΔEk＝－ΔEpΔEA＝－ΔEBW＝ΔEk应用范围只有重力或弹力做功时无条件限制研究对象系统单个物体关注角度守恒的条件和初、末状态机械能的形式及大小动能的变化及合力做功情况[精典示例][例3]　如图5所示，某人以v0＝4m/s的速度斜向上(与水平方向成45°角)抛出一个小球，小球落地时速度为v＝8m/s，不计空气阻力，求小球抛出时的高度h。甲、乙两位同学看了本题的参考解法“mgh＝mv2－m

8、v”后争论了起来。甲说此解法依据的是动能定理，乙说此解法依据的是机械能守恒定律，你对甲、乙两位同学的争论持什么观点，请简单分析，并求出抛出时的高度h。(g取10m/s2)图5解析　甲、乙两位同学的说法均正确。从抛出到落地，重力做功mgh，动能增加mv2－mv，由动能定理可知mgh＝mv2－mv，所以甲说法对。从抛出到落地，重力势能减少mgh，动能增加mv2－mv，由机械能守恒定律mgh＝mv2－mv，乙说法也对。抛出时的高度h＝＝m＝2.4