第07讲 机械能守恒定律及功能关系（精讲）-2021-2022学年高一物理下学期期末《考点•题型•密卷》精讲精练高效复习专题

第07讲：机械能守恒定律及功能关系 [知识点精辟归纳] 一：动能和势能的转化 1．动能与重力势能间的转化 只有重力做功时，若重力做正功，则重力势能转化为动能，若重力做负功，则动能转化为重力势能，转化过程中，动能与重力势能之和保持不变． 2．动能与弹性势能间的转化 被压缩的弹簧把物体弹出去，射箭时绷紧的弦把箭弹出去，这些过程都是弹力做正功，弹性势能转化为动能． 二．机械能 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能，在重力或弹力做功时，不同形式的机械能可以发生相互转化． 三：机械能守恒定律 1、在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变． 2．守恒定律表达式 (1)Ek2－Ek1＝Ep1－Ep2，即ΔEk增＝ΔEp减． (2)Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1. (3)E2＝E1. 四．守恒条件 物体系统内只有重力或弹力做功． 1．对机械能守恒条件的理解 (1)从能量转化的角度看，只有系统内动能和势能相互转化，无其他形式能量之间(如内能)的转化． (2)从系统做功的角度看，只有重力和系统内的弹力做功，具体表现在： ①只受重力作用，例如：所有做抛体运动的物体(不计空气阻力时)机械能守恒． ②系统内只有重力和弹力作用，如图甲、乙、丙所示． 甲　　　　　　　乙　　　　　　丙 图甲中，小球在摆动过程中线的拉力不做功，如不计空气阻力，只有重力做功，小球的机械能守恒． 图乙中，A、B间，B与地面间摩擦不计，A自B上端自由下滑的过程中，只有重力和A、B间的弹力做功，A、B组成的系统机械能守恒．但对B来说，A对B的弹力做功，这个力对B来说是外力，B的机械能不守恒． 图丙中，不计空气阻力，球在摆动过程中，只有重力和弹簧与球间的弹力做功，球与弹簧组成的系统机械能守恒．但对球来说，机械能不守恒． 2．判断机械能守恒的方法 (1)做功分析法(常用于单个物体) ⇒⇒ ⇒机械能守恒 (2)能量分析法(常用于多个物体组成的系统) ⇒⇒ 五．机械能守恒定律和动能定理的比较 两大 规律 比较 内容 机械能守恒定律 动能定理 表达式 E1＝E2ΔEk＝－ΔEpΔEA＝－ΔEB W＝ΔEk 应用范围 只有重力或弹力做功时 无条件限制 物理意义 其他力(重力、弹力以外)所做的功是机械能变化的量度 合外力对物体做的功是动能变化的量度 关注角度 守恒的条件和始末状态机械能的形式及大小 动能的变化及改变动能的方式(合外力做功情况) [考点题型精辟归纳] 考点题型一：机械能的概念和计算 1．（2021·湖南郴州·高一期末）用拉力将一个重为的物体匀速提升，在这个过程中，不计阻力，下列说法正确的是（　　） A．物体的重力做了的功 B．拉力对物体做了的功 C．物体动能减少了 D．物体的机械能减少了 2．（2021·北京市延庆区教育科学研究中心高一期末）一位同学在实验室的地面上用一个质量为1kg的小车以一定的速度挤压弹簧，当小车的动能为20J时，弹簧的弹性势能恰好是10J，如果以距地面3m高的天花板为零势面，则此时小车、弹簧和地球构成的系统总机械能是（　　）（g=10m/s2） A．30J B．0J C．60J D．-30J 3．（2021·黑龙江·尚志市尚志中学高一期末）起重机以的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h，已知重力加速度为g，空气阻力不计，则（     ） A．物体克服重力做功为 B．起重机钢索的拉力对物体做功为 C．物体的动能减少了 D．物体的机械能减少了 考点题型二：机械能守恒定律的条件 4．（2021·广东广州·高一期末）如图所示，拉力F将物体沿斜面向下拉，已知拉力大小与摩擦力大小相等，则下列说法中正确的是（　　） A．物体的动能增加 B．物体的动能保持不变 C．物体的总机械能增加 D．物体的总机械能保持不变 5．（2020·辽宁·朝阳县柳城高级中学高一期末）关于机械能是否守恒的论述，正确的是（　　） A．沿水平面运动的物体，机械能一定守恒 B．做匀速运动的物体，机械能一定守恒 C．合外力对物体做功等于零时，物体的机械能一定守恒 D．只有重力对物体做功时，机械能一定守恒 6．（2021·湖南湘西·高一期末）如图所示，下列关于机械能守恒的判断正确的是（　　） A．甲图中，火箭加速升空的过程中，机械能守恒 B．乙图中物体在拉力F作用下沿斜面匀速上升，机械能守恒 C．丙图中小球在水平面内做匀速圆周运动，机械能守恒 D．丁图中轻弹簧将地面上A、B两小车弹开，两小车组成的系统机械能守恒 考点题型三：机械能与曲线运动 7．（2021·陕西·宝鸡市陈仓区教育体育局教学研究室高一期末）如图所示，在地面上以速度v0斜向上抛出质量为m的物体，抛出后物体落在比地面低h的湖面上。以地面为重力势能参