8.4 机械能守恒定律 期中复习讲义-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

机械能守恒定律 期中复习讲义 知识梳理 一、重力势能 1．重力做功的特点 重力做功与 无关，只与物体初末位置的 有关．重力做功的大小WG＝ . 2．重力势能的表达式：Ep＝ . 3．重力做功与重力势能变化的关系 (1)定性关系：重力对物体做正功，重力势能就 ；重力对物体做负功，重力势能就 . (2)定量关系：重力对物体做的功 物体重力势能的减少量． 即WG＝－(Ep2－Ep1)＝ . [温馨提示]　重力势能是标量，但有正负，其意义表示物体的重力势能比它在零势能面大还是小． 二、弹性势能 1．大小：弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关，弹簧的形变量 ，劲度系数 ，弹簧的弹性势能越大． 2．弹力做功与弹性势能变化的关系 弹力做正功弹性势能 ，弹力做负功弹性势能 .即弹簧恢复原长过程中弹力做 ，弹性势能 ，形变量变大的过程中弹力做 ，弹性势能 . 三、机械能守恒定律 1．内容 在只有 做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持 . 2．表达式 Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2 即mv＋mgh1＝mv＋mgh2 3.对机械能守恒条件的理解 （1）物体只受重力，只发生动能和重力势能的相互转化。如自由落体运动、抛体运动等。 （2）只有弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化。如在光滑水平面上运动的物体碰到一根弹簧，和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒。 （3）物体既受重力，又受弹力，重力和弹力都做功，发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化。如自由下落的物体落到竖直的弹簧上，和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒。 （4）除受重力和系统内弹力外，还受其他力，但其他力不做功，或其他力做功的代数和为零。 4、三种表达式 1、从不同状态看（守恒观点）：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2(或E1＝E2)，此式表示系统的两个状态的机械能总量相等. 2、从能的转化角度看（转化观点）：ΔEk＝－ΔEp 此式表示系统动能的增加(减少)量等于势能的减少(增加)量. 3、从能的转移角度看（转移观点）：ΔEA增＝ΔEB减 此式表示系统A部分机械能的增加量等于系统剩余部分，即B部分机械能的减少量. 巩固练习 1．如图所示，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，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(　 　) 2．下述说法正确的是 （ ） A．物体所受的合力为零，机械能一定守恒 B．物体所受的合力不为零，机械能一定不守恒 C．物体受到重力、弹力以外的力作用时，机械能一定不守恒 D．物体在重力、弹力以外的力做功之和不为零时，机械能一定不守恒 3．如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两物体M和m，且M>m，不计摩擦，系统由静止开始运动过程中 (　 　) A．M、m各自的机械能分别守恒 B．M减少的机械能等于m增加的机械能 C．M减少的重力势能等于m增加的重力势能 D．M和m组成的系统机械能守恒 4．一实心铁球与一实心木球质量相等，将它们放在同一水平地面上，下列结论中正确的是(　 　) A．铁球的重力势能大于木球的重力势能 B．铁球的重力势能等于木球的重力势能 C．铁球的重力势能小于木球的重力势能 D．以上三种情况都有可能 5.将质量为100 kg的物体从地面提升到10 m高处，在这个过程中，下列说法中正确的是(取g＝10 m/s2)(　 　) A．重力做正功，重力势能增加1.0×104 J B．重力做正功，重力势能减少1.0×104 J C．重力做负功，重力势能增加1.0×104 J D．重力做负功，重力势能减少1.0×104 J 6．如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处，将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点的速度为v，与A点的竖直高度差为h。则 ( 　) A．由A至B小球重力做功大于 B．由A至B小球重力势能减少 C．由A至B小球克服弹力做功为 D．小球到达位置B时,弹簧