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