第07讲 机械能守恒定律及功能关系（精讲）-2022-2023学年高一物理下期末《考点•题型•密卷》精讲精练高效复习专题

第07讲：机械能守恒定律及功能关系 [考点精辟归纳] 考点一：动能和势能的转化 1．动能与重力势能间的转化 只有重力做功时，若重力做正功，则重力势能转化为动能，若重力做负功，则动能转化为重力势能，转化过程中，动能与重力势能之和保持不变． 2．动能与弹性势能间的转化 被压缩的弹簧把物体弹出去，射箭时绷紧的弦把箭弹出去，这些过程都是弹力做正功，弹性势能转化为动能． 考点二．机械能 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能，在重力或弹力做功时，不同形式的机械能可以发生相互转化． 考点三：机械能守恒定律 1、在只有重力或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．守恒定律表达式 (1)Ek2－Ek1＝Ep1－Ep2，即ΔEk增＝ΔEp减． (2)Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1. (3)E2＝E1. 考点四．守恒条件 物体系统内只有重力或弹力做功． 1．对机械能守恒条件的理解 (1)从能量转化的角度看，只有系统内动能和势能相互转化，无其他形式能量之间(如内能)的转化． (2)从系统做功的角度看，只有重力和系统内的弹力做功，具体表现在： ①只受重力作用，例如：所有做抛体运动的物体(不计空气阻力时)机械能守恒． ②系统内只有重力和弹力作用，如图甲、乙、丙所示． 甲　　　　　　　乙　　　　　　丙 图甲中，小球在摆动过程中线的拉力不做功，如不计空气阻力，只有重力做功，小球的机械能守恒． 图乙中，A、B间，B与地面间摩擦不计，A自B上端自由下滑的过程中，只有重力和A、B间的弹力做功，A、B组成的系统机械能守恒．但对B来说，A对B的弹力做功，这个力对B来说是外力，B的机械能不守恒． 图丙中，不计空气阻力，球在摆动过程中，只有重力和弹簧与球间的弹力做功，球与弹簧组成的系统机械能守恒．但对球来说，机械能不守恒． 2．判断机械能守恒的方法 (1)做功分析法(常用于单个物体) ⇒⇒ ⇒机械能守恒 (2)能量分析法(常用于多个物体组成的系统) ⇒⇒ 考点五．机械能守恒定律和动能定理的比较 两大 规律 比较 内容 机械能守恒定律 动能定理 表达式 E1＝E2ΔEk＝－ΔEpΔEA＝－ΔEB W＝ΔEk 应用范围 只有重力或弹力做功时 无条件限制 物理意义 其他力(重力、弹力以外)所做的功是机械能变化的量度 合外力对物体做的功是动能变化的量度 关注角度 守恒的条件和始末状态机械能的形式及大小 动能的变化及改变动能的方式(合外力做功情况) [题型精辟归纳] 题型一：机械能的概念和计算 1．（2022春·宁夏银川·高一银川唐徕回民中学期末）如图所示，质量为的小球从桌面竖直向上抛出，桌面离地高度为，小球能到达的最大高度离地为。若以桌面为重力势能的零参考平面，不计空气阻力。以下说法中正确的是（　　） A．小球落地时的重力势能为零 B．小球落地时的动能为 C．小球落地时的机械能为 D．小球落地时的机械能为 2．（2022春·安徽芜湖·高一期末）从地面竖直向上抛出一物体，取地面为重力势能零势能面，该物体的机械能E和重力势能Ep，随它离开地面的高度h的变化关系如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．h＝0时，物体的动能为80J B．h＝2m时，物体的动能为50J C．h=3m时，物体的动能为60J D．h=4m时，物体的动能为80J 3．（2021春·上海浦东新·高一校考期末）2022北京冬奥会自由式滑雪女子U型池决赛，中国选手谷爱凌夺金。如图所示，在某次训练中，谷爱凌从离底端高h=2m处由静止滑下，滑到底端时的速度大小为v=6m/s。已知谷爱凌体重65kg，在上述训练过程中，谷爱凌的（　　） A．动能增加了195J B．机械能减少了1300J C．机械能增加了1570J D．重力势能减少了1300J 题型二：机械能守恒定律的条件 4．（2021春·河南信阳·高一统考期末）关于下列对配图的说法中正确的是（　　） A．图1中“蛟龙号”被吊车匀速吊下水的过程中它的机械能守恒 B．图2中物块在恒力F作用下沿固定光滑斜面匀加速上滑过程中，物块机械能守恒 C．图3中物块沿固定斜面匀速下滑过程中，物块机械能不守恒 D．图4中撑杆跳高运动员在上升过程中机械能守恒 5．（2023春·安徽合肥·高一合肥市第六中学校考期末）以下说法正确的是（　　） A．某物体做匀速运动时，它的机械能一定守恒 B．某物体所受的合外力等于零时，它的机械能一定守恒 C．某物体所受的合外力做正功时，它的机械能可能守恒 D．某物体所受的合外力做负功时，它的机械能一定不守恒 6．（2022春·黑龙江牡丹江·高一牡丹江市第三高级中学期末）关于图中场景，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，物体A的机械能守恒 B．乙图中