第五章 第3讲 机械能守恒定律及其应用-【创新教程】2024高考物理总复习大一轮教师用书word（老教材，人教版）

第3讲　机械能守恒定律及其应用 [必备知识·填一填] [知识点1]　重力做功与重力势能　 1．重力做功的特点 (1)重力做功与　路径　无关，只与始、末位置的　高度差　有关． (2)重力做功不引起物体　机械能　的变化． 2．重力势能 (1)表达式：Ep＝　mgh　. (2)重力势能的特点 ①系统性：重力势能是　物体和地球　所共有的． ②相对性：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 (1)定性关系：重力对物体做正功，重力势能就　减小　；重力对物体做负功，重力势能就　增大　. (2)定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势能的　减小　量，即WG＝　－(Ep2－Ep1)　＝－ΔEp. [知识点2]　弹性势能　 1．定义：物体由于发生　弹性形变　而具有的能． 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　. [知识点3]　机械能守恒定律及应用　 1．机械能：　动能　和　势能　统称为机械能，其中势能包括　弹性势能　和　重力势能　. 2．机械能守恒定律 (1)内容：在只有　重力或弹簧弹力　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)表达式：mgh1＋mv＝　mgh2＋mv　. 3．守恒条件：只有重力或弹簧的弹力做功． [思维诊断]► 判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”． (1)克服重力做功，物体的重力势能一定增加. ( √ ) (2)发生弹性形变的物体都具有弹性势能. ( √ ) (3)弹簧弹力做正功时，弹性势能增加. ( × ) (4)物体速度增大时，其机械能可能在减小. ( √ ) (5)物体所受合外力为零时，机械能一定守恒. ( × ) (6)物体受到摩擦力作用时，机械能一定要变化. ( × ) (7)物体只发生动能和势能的相互转化时，物体的机械能一定守恒．( √ ) [教材挖掘·做一做] 1．(人教版必修2 P78第2题)(多选)神舟号载人飞船在发射至返回的过程中，以下哪些阶段中返回舱的机械能是守恒的(　　) 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 答案：BC 2.(人教版必修2 P78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．若以地面为零势能面，而且不计空气阻力，则下列说法中正确的是(　　) A．重力对物体做的功为mgh B．物体在海平面上的势能为mgh C．物体在海平面上的动能为mv－mgh D．物体在海平面上的机械能为mv 答案：AD 3．(人教版必修2 P80第2题改编)如图所示是某公园设计的一种惊险刺激的娱乐设施．管道除D点右侧水平部分粗糙外，其余部分均光滑．若挑战者自斜管上足够高的位置滑下，将无能量损失的连续滑入第一个、第二个圆管轨道A、B内部(圆管A比圆管B高)．某次一挑战者自斜管上某处滑下，经过第一个圆管轨道A内部最高位置时，对管壁恰好无压力．则这名挑战者(　　) A．经过管道A最高点时的机械能大于经过管道B最低点时的机械能 B．经过管道A最低点时的动能大于经过管道B最低点时的动能 C．经过管道B最高点时对管外侧壁有压力 D．不能经过管道B的最高点 答案：C 考点一　机械能守恒的理解与判断 [考点解读] 1．机械能守恒判断的三种方法 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，则机械能守恒 做功法 若物体或系统只有重力或系统内弹力做功，或有其他力做功，但其他力做功的代数和为零，则机械能守恒 转化法 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能的转化，则机械能守恒 2.机械能守恒条件的理解及判断 (1)机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零，更不是合外力为零；“只有重力或弹力做功”不等于“只受重力或弹力作用”． (2)对于一些绳子突然绷紧、物体间碰撞等情况，除非题目特别说明，否则机械能必定不守恒． (3)对于系统机械能是否守恒，可以根据能量的转化进行判断．严格地讲，机械能守恒定律的条件应该是对一个系统而言，外力对系统不做功(表明系统与外界之间无能量交换)，系统内除了重力和弹力以外，无其他摩擦和介质阻力做功(表明系统内不存在机械能与其他形式之间的转换)，则系统的机械能守恒． [跟进题组] 1．在如图所示的物理过程示意图中，甲图为一端固定有小球的轻杆，从右偏上30°角释放后绕光滑支点摆动；乙图为末端固定有小球的轻质直角架，释放后绕直角顶点的固定轴O无摩擦转动；丙图为置于光滑水平面