第四章 第3讲 机械能守恒定律-2023高考物理一轮复习【导与练】高中总复习第1轮教师用书word （新教材，鲁科版，福建专用）

第3讲　机械能守恒定律 (对应学生用书第78页) 本讲关联考题 试题命制情境 本讲考情分析 2021·湖南卷,T14 碰撞过程中机械能守恒定律的应用 (学习探索问题情境) 本讲是高考必考内容,题型有选择题也有计算题。选择题多与常见运动模型结合,考查机械能守恒的判断、机械能守恒定律的应用、机械能变化的原因,难度适中;计算题多数题目与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动等知识相结合,以综合性试题形式出现,考查学生的综合能力,难度较大。 2021·广东卷,T9 以战士爬上陡峭的山头,向敌方工事内投掷手榴弹为背景考查机械能守恒的条件 (生活实践问题情境) 2021·全国乙卷,T14 机械能守恒的判断 (学习探索问题情境) 2020·山东卷,T18 弹性碰撞中机械能守恒定律的应用 (学习探索问题情境) (对应学生用书第79页) 一、重力做功与重力势能 1.重力做功的特点 重力做功与始末位置的高度差有关,与路径无关。 2.重力势能 (1)表达式:Ep=mgh。 (2)重力势能的特点 重力势能是物体和地球所共有的,重力势能的大小与参考平面的选取有关,但重力势能的变化与参考平面的选取无关。 3.重力做功与重力势能变化的关系 重力对物体做正功,重力势能减小;重力对物体做负功,重力势能增加。即WG=Ep1-Ep2=-ΔEp。 二、弹性势能 1.定义:物体因为发生弹性形变而具有的能量。 2.弹力做功与弹性势能变化的关系:弹力做正功,弹性势能减小;弹力做负功,弹性势能增加。即W=-ΔEp。 三、机械能守恒定律及其应用 1.机械能:物体的动能与重力势能(弹性势能)之和称为机械能。 2.机械能守恒定律 (1)内容:在只有重力或弹力这类力做功的情况下,物体系统的动能与势能相互转化,机械能的总量保持不变。 (2)表达式:Ek2+Ep2=Ek1+Ep1或m+mgh2=m+mgh1。 3.守恒条件:只有重力或系统内弹力做功。 1.(多选)载人飞行包是一个单人低空飞行装置,其发动机使用汽油作为燃料提供动力,可以垂直起降也可以快速前进,飞行包(包括人)在竖直方向上匀速上升的过程中(空气阻力不可忽略),下列说法正确的是(　BC　) A.发动机对飞行包不做功 B.飞行包受到的重力做负功 C.飞行包的动能不变 D.飞行包的机械能守恒 解析:飞行包(包括人)在竖直方向匀速上升的过程中,发动机的动力向上,则发动机对飞行包做正功,故A错误;高度增加,飞行包受到的重力做负功,故B正确;飞行包(包括人)在竖直方向上匀速上升,故飞行包的动能不变,故C正确;飞行包在上升过程中动能不变,重力势能变大,故机械能变大,故D错误。 2.(粤教版必修第二册第104页第2题改编)(多选)神舟号载人飞船在发射至返回的过程中,以下阶段中返回舱的机械能守恒的是(　BC　) A.飞船升空的阶段 B.飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段 C.返回舱在大气层以外向着地球做无动力飞行的阶段 D.降落伞张开后,返回舱下降的阶段 解析:飞船升空的阶段,推力做正功,机械能增加,故A错误;飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段,只受重力作用,重力势能和动能之和保持不变,故B正确;返回舱在大气层外向着地球做无动力飞行阶段,只有重力做功,势能减小,动能增加,机械能守恒,故C正确;降落伞张开后,返回舱下降的阶段,克服空气阻力做功,故机械能减小,故D错误。 3. (人教版必修第二册第93页第3题改编)(多选)如图所示,在地面上以速度v0抛出质量为m的物体,抛出后物体落到比地面低h的海平面上,若以地面为参考平面且不计空气阻力,则下列说法中正确的是(　BCD　) A.物体落到海平面时的重力势能为mgh B.物体从抛出到落到海平面的过程重力对物体做功为mgh C.物体在海平面上的动能为m+mgh D.物体在海平面上的机械能为m 解析:物体运动过程中,机械能守恒,所以任意一点的机械能相等,都等于抛出时的机械能,物体在地面上的重力势能为零,动能为m,故整个过程中的机械能为m,所以物体在海平面上的机械能为m,在海平面上的重力势能为-mgh,根据机械能守恒定律可得-mgh+mv2=m,所以物体在海平面上的动能为m+mgh,从抛出到落到海平面,重力做功为mgh,所以B、C、D正确。 (对应学生用书第80～83页) 考点一　机械能守恒的判断 1.对机械能守恒条件的理解 (1)只受重力作用,例如做平抛运动的物体机械能守恒。 (2)除重力外,物体还受其他力,但其他力不做功或做功代数和为零。 (3)除重力外,只有系统内的弹力做功,并且弹力做的功等于弹性势能减少量,那么物体和弹簧组成的系统机械能守恒。 2.机械能是否守恒的三种判断方法 定义法 利用机械能的定义直接判断,分析物体或系统的动能和势能的和是否变化,若不变,则机械