2023届高考物理一轮复习学案：第六章第六讲机械能守恒的判断

2022-2023学年第一学期高三物理导学案 主备人： 王彦芳 审核：高三物理组 使用时间： 班级： 姓名： 编号：BX2051 第六章第六讲机械能守恒的判断 【知识落实】 一.重力势能、重力做的功、重力势能的变化、弹性势能、机械能 1．重力势能的表达式：Ep＝±mgh（h为物体相对于参考平面的高度，参考平面上方的物体重力势能为正，参考平面下方的物体重力势能为负） 重力势能的特点：重力势能的大小与参考平面的选取有关。 2.重力做的功：WG＝mgΔh（Δh为物体在竖直方向变化的高度，物体高度降低重力做正功，高度升高重力做负功） 重力做功的特点：只与始、末位置的高度差有关，与路径无关。 3．重力势能的变化：ΔEp＝mgΔh（Δh为物体在竖直方向变化的高度，物体高度降低ΔE为负，高度升高ΔE为正） 重力势能变化的特点：只与始、末位置的高度差有关，与参考平面的选取无关。 4．机械能 1）定义：重力势能、弹性势能与动能统称为机械能 2）机械能的定义式：E=EK+EP（EK为动能，EP包括重力势能和弹性势能） 二 .机械能守恒定律及机械能守恒的判断 1．机械能守恒的条件：只有重力、系统内弹力做功． 2.机械能是否守恒的判断方法 1)用定义判断：E=EK+EP ,根据EK和EP的变化判断机械能是否守恒． 2)用机械能守恒条件判断是否守恒． 3)用能量转化来判断：若物体或系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体或系统机械能守恒． 【典型例题】 1．关于重力势能，下列说法中正确的是(　　) A．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定 B．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大 C．一个物体的重力势能从－5 J变化到－3 J，重力势能减少了 D．重力势能的减少量等于重力对物体做的功 【答案】D 【解析】 物体的重力势能与参考面有关，同一物体在同一位置相对不同的参考面时，重力势能不同，选项A错误；物体在零势能面以上，与零势能面的距离越大，重力势能越大，物体在零势能面以下，与零势能面的距离越大，重力势能越小，选项B错误；重力势能中的正、负号表示大小，－5 J的重力势能小于－3 J的重力势能，选项C错误；重力做的功量度了重力势能的变化，选项D正确。 2．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 【答案】C 【解析】 A．甲图中，火箭加速升空，动能增加，重力势能增加，火箭的机械能是增加的，A错误； B．物体匀速运动上升，动能不变，重力势能增加，则机械能必定增加， B错误； C．小球在做圆锥摆的过程中，细线的拉力不做功，机械能守恒，C正确； D．轻弹簧将A、B两小车弹开，弹簧的弹力对两小车做功，则两车组成的系统机械能不守恒，但对两小车和弹簧组成的系统机械能守恒，D错误。 【同步练习】 ※3．如图所示，弹簧固定在地面上，一小球从它的正上方A处自由下落，到达B处开始与弹簧接触，到达C处速度为0，不计空气阻力，则在小球从B到C的过程中（　　） A．弹簧的弹性势能先增大后减小 B．小球到达B处时动能达最大值 C．小球和弹簧的机械能守恒 D．小球的机械能守恒 【答案】C 【解析】 A．小球从B到C的过程中，弹簧形变量越来越大，弹性势能越来越大，故A错误； B．小球到达B处时，弹簧弹力小于重力，小球合力向下，可知小球还向下加速，动能还在增大，直到弹簧弹等于重力，动能才达到最大，故B错误； CD．小球从B到C的过程中，弹簧形变量越来越大，弹性势能越来越大；而小球与弹簧组成的系统机械能守恒，所以小球的机械能逐渐减小，故D错误，C正确； 4．如图所示，用轻弹簧相连的物块A和B放在光滑的水平面上，物块A紧靠竖直墙壁，一颗子弹沿水平方向射入物块B后留在其中，由子弹、弹簧和物块A、B所组成的系统在下列依次进行的过程中，机械能不守恒的是（  ） A．子弹射入物块B的过程 B．子弹射入物块B后，物块B带着子弹向左运动，直到弹簧压缩量达到最大的过程 C．弹簧推着带子弹的物块B向右运动，直到弹簧恢复原长的过程 D．带着子弹的物块B因惯性继续向右运动，直到弹簧伸长量达到最大的过程 【答案】 A 【解析】 A．子弹射入物块B的过程中，由于要克服子弹与物块之间的滑动摩擦力做功，一部分机械能转化为内能，所以系统机械能不守恒，故A正确； BCD．子弹和物块B达到共同速度以后一起向左压缩弹簧、弹簧推着带子弹的物块B向右运动过程中，以及带着子弹的物