1.5 机械能守恒定律—山东省济南外国语学校鲁科版高中物理必修二学案（006）

第5节 机械能守恒定律 一、动能与势能的转化规律 [问题情境] 1．物体沿光滑斜面下滑，重力对物体做正功，物体重力势能减少，减少的重力势能到哪里去了？ 　 [来源:Zxxk.Com] 2．射箭时，发生弹性形变的弓弦恢复到原来形状时，弹性势能减少了，减少的弹性势能到哪里去了？ 　 　 [要点提炼] 1．重力势能的变化是由于重力或弹力做功而引起的．如果重力做正功，重力势能______，动能______，意味着重力势能转化为动能；反之，如果重力做负功，重力势能______，动能______，意味着动能转化为重力势能．在转化过程中，动能与重力势能之和不变． 2．动能与弹性势能间的转化 只有弹力做功时，若弹力做正功，弹性势能______，动能______，弹性势能转化为动能；若弹力做负功，弹性势能______，动能______，动能转化为弹性势能．在转化过程中，动能与弹性势能之和不变． [即学即用] 1．跳伞运动员在空中做自由落体运动的过程中，他具有的(　　) A．动能增加，势能减少 B．动能增加，势能不变 C．动能减少，势能增加 D．动能不变，势能减少[来源:学科网ZXXK] 2．如图所示，地面上竖直放一根轻弹簧，其下端和地面固定连接，一物体从弹簧正上方距弹簧一定高度处自由下落，则(　　)[来源:学科网] A．物体和弹簧接触时，物体的动能最大 B．与弹簧接触的整个过程，物体的动能和弹簧弹性势能的和不断增加 C．与弹簧接触的整个过程，物体的动能与弹簧弹性势能的和先增加后减小 D．物体在反弹阶段，动能一直增加，直到物体脱离弹簧为止 二、机械能守恒定律[来源:Z+xx+k.Com] [问题情境] 质量为m的物体自由下落的过程中，经过高度h1处时速度为v1，下落至高度h2处时速度为v2，不计空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化？ 　 　 [来源:学科网] [要点提炼] 1．内容：在只有______或______做功的物体系统内，动能和势能会发生相互转化，但机械能的总量保持不变，这称为机械能守恒定律． 2．几种表达式 ①用系统的状态量表达：E初＝E末，或者Ek1＋Ep1＝______，即系统初态的机械能总量等于末态的机械能总量． ②用系统的状态量的增量表述：ΔE＝0，即系统机械能的______为零． ③用系统动能增量和势能增量间的关系表述：[来源:学科网] ΔEk＝－ΔEp，即系统动能的增加量等于______________． ④若系统只由两个物体组成，则物体A增加的机械能等于物体B减少的机械能，反之也成立，即ΔEA＝－ΔEB或－ΔEA＝ΔEB，或ΔEA＋ΔEB＝____. 3．守恒条件 (1)从能量特点看：只有系统______和______相互转化，无其他形式能量之间(如内能)的转化，则系统机械能守恒．如物体间发生相互碰撞、物体间发生相对运动且有相互间的摩擦作用时，有内能的产生，机械能一般不守恒． (2)从做功特点看：只有______和系统内的______做功，具体表现在： ①只受重力(或系统内弹力)，如所有做抛体运动的物体(不计空气阻力)． ②除重力、弹力外，物体还受其他力，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． 如图所示，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向上运动的过程中，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． [即学即用] 3．(多选）下列关于机械能是否守恒的叙述中正确的是(　　) A．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒[来源:学+科+网] B．做曲线运动的物体机械能可能守恒 C．外力对物体做功为零时，机械能一定守恒 D．除重力外，其他力均不做功，物体的机械能守恒 4．（多选）如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是(　　) [来源:学科网ZXXK] [来源:Zxxk.Com][来源:学。科。网Z。X。X。K] A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒 B．乙图中，在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，物体B机械能守恒 C．丙图中，不计任何阻力时，A加速下落，B加速上升过程中，A、B机械能守恒[来源:学&科&网] D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能保持不变 5．桌面高为h，质量为m的小球从桌面上方高为H处自由下落．不计空气阻力，假设桌面处于零势能位置，则小球落到地面前瞬间的机械能为(　　)[来源:学科网] A．mgh B．mgH C．mg(H＋h) D．mg(H－h) 6.　如图4所示，质量为m的物体，以某一初速度从A点向下沿光滑的轨道运动，不计空气阻力，若物体通过轨道最低点B时的速度为3，求： (1)物体在A点时的速度大小； (