高考物理总复习 第20讲 机械能守恒定律能力提升学案 新人教版必修2.doc

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1、第20讲机械能守恒定律考点l机械能概念的理解动能和势能间的转化机械能即物体动能、重力势能、弹性势能的总和，仍属于系统。动能和重力势能、弹性势能之间可互相转化，动能转化的量度是合外力做的总功，重力势能转化的量度是重力做的功，弹性势能转化的量度是弹力做的功。机械能是一个状态量，机械运动的物体在某一位置时，具有确定的速度，也就有确定的动能和势能，即具有确定的机械能。机械能是一个相对量。其大小与参考系、零势能面的选取有关。机械能是标量，是系统所具有的。在分析物体(或系统)的动能变化时，不能只看单个力对物体做的功，应看所有外力对物体所做的总功的多少，这可以由动能定理推导

2、得出。分析重力势能的变化情况时，只要物体高度下降了，重力势能就减小，反之则增加。而不论零势能面的选择。分析弹性势能的变化情况时，可以看弹力对物体是做正功还是负功，凡做正功则弹性势能减少，反之则增加。如果在一个全连程中弹力既做了正功又做了负功，则可以通过始末状态，弹簧形变量的大小来比较弹性势能的增减。【考题l】如图21—l所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下。不计空气阻力，以桌面为参考平面，则小球落到地面前瞬间的机械能为()．A．0　　B．mghC．mgH　　D．mg(H＋h)【解析】落至地面时，由动能定理对小球有．以桌而为零势能参考面，落地时

3、小球的势能，则落地时小球的机械能．【答案】C【变式1—1】质量为m的物体，从静止开始以2g的加速度竖直向下运动h高度。下列说法中正确的是()．A．物体的重力势能减少2mghB．物体的机械能保持不变C．物体的动能增加2mghD．物体的机械能增加mgh【变式1—2】一物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图21—2所示，在A点，物体开始与弹簧接触，到B点时，物体速度为零，然后被弹回，下列说法中正确的是()．A．物体从A下降到B的过程中，动能不断变小B．物体从A下降到B的过程中，重力势能不断减小C．物体从A下降到B的过程中，弹性势能不断增加D．物体从A

4、下降到B的过程中，弹性势能的增加量，等于重力势能的减少量考点2机械能守恒条件的理解与判断机械能守恒定律机械能是否守恒可分别从做功的角度或能量转化的角度分析——即从能量转化的内在原因（做功）和能量转化的表现形式去分析。应用机械能守恒定律解题的关键点是选取合适的零势能面。机械能守恒的条件：系统外力只有重力或弹力做功，系统内力中无耗散力做功——即没有机械能与其他能之间的转化。(1)从能量转化的角度看，只是系统内动能和势能相互转化，无与其他形式能量(如热能)之间的转化。(2)从系统的内、外力做功的角度看，只有重力和弹簧弹力做功，具体表现为三种情况：①只受重力(或弹簧弹

5、力)。如：所有做抛体运动的物体(不计空气阻力)。②还受其他力，但其他力不做功。如：物体沿光滑的曲面下滑，尽管受到支持力，但支持力不做功。③其他力做功，但做功的代数和为零．如图21—3所示，A、B构成的系统，忽略绳的质量和绳与滑轮间摩擦，在A向下、B向上的运动过程中，FA和FB都做功，但WA＋WB＝0，不存在机械能与其他形式能量的转化，则A、B系统机械能守恒。④对一些如绳子突然绷紧、药品爆炸、物体间非弹性碰撞等，除非题目特别说明，机械能必定不守恒，完全非弹性碰撞机械能必定不守恒。机械能转化和守恒是对系统而言，动能与重力势能的转化是指物体与地球组成的系统机械能守恒

6、；动能与弹性势能的转化是指物体与弹簧组成的系统机械能守恒。通常说某物体的机械能守恒是一种简化的不严格的说法，前面介绍的动能定理的公式，则是对单个物体(质点)而言的。应用机械能守恒定律解题的一般步骤：(1)根据题意，选取研究对象(物体或系统)；(2)明确研究对象的运动过程，分析对象在过程中的受力情况，弄清各力做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件；(3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的起始状态和末了状态的机械能(包括动能和势能)；(4)根据机械能守恒定律列方程，进行求解。【考题2】如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中

7、的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动．在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是()．【解析】机械能守恒定律是指，在只有重力和弹力做功的情况下，物体的动能和势能相互转化的过程中，机械能的总量保持不变．在图C中，只有重力对木块做功，机械能守恒。故C图是正确选项。在图A和图B中，除重力做功以外，还有外力F对木块做功，机械能不守恒。在图D中，由于斜面是粗糙的，木块还要克服摩擦力做功，机械能将减小，也不守恒。所以A、B、D都不正确．【答案】C【变式2—1】下列叙述中正

8、确的是()．A.做匀速直线运动的物体的