第八章 机械能守恒定律-【新课程能力培养】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册学习手册（人教版）

学 高 中 物 理 必 修 第二册 （人教版） 第八章 机械能守恒定律 课 标 要 求 １. 理解功和功率。 了解生产生活中常见机械 的功率大小及其意义。 2. 理解动能和动能定理。 能用动能定理解释 生产生活中的现象。 3. 理解重力势能， 知道重力势能的变化与重 力做功的关系。 定性了解弹性势能。 4. 通过实验， 验证机械能守恒定律。 理解机 械能守恒定律， 体会守恒观念对认识物理 规律的重要性。 能用机械能守恒定律分析 生产生活中的有关问题。 知 识 结 构 规 律 公 式 1. 功： W=Flcos α W 合 =W 1 +W 2 + … +W n W 合 = F 合 lcos α 。 2. 功率： P= W t =Fvcos α 。 3. 重力做功： W G =mgΔh=mgh 1 -mgh 2 。 4. 重力势能： E p =mgh 。 5. 重力做功与 重 力 势 能 关 系 ： W G =E p1 - E p2 =-ΔE p 。 6. 动能定理： W= 1 2 mv 2 2 - 1 2 mv 2 1 ， 即 W=E k2 - E k1 =ΔE k 。 7. 机械能守恒定律： E k2 +E p2 =E k1 +E p1 ， ΔE k = -ΔE p ， ΔE A =-ΔE B 。 提 纲 挈 领 1. 本章通过实验及理论推导等方法， 阐述了 功与功率、 重力势能与重力做功的关系、 动能定理及机械能守恒定律等内容， 准确 而全面地理解好功和功率的概念， 明确做 功与能量转移、 转化的关系， 对更深入地 掌握功和能及机械能守恒定律非常重要。 2. 要学会从机械能转化和守恒的角度分析物 理问题， 形成初步的能量观念。 在应用机 械能守恒定律解决问题的过程中， 要着重 体会守恒的思想， 领悟从守恒角度分析问 题的方法， 增强分析解决问题的能力。 3. 高考对本章基本概念的考查主要是针对功 恒力做功： W＝Flcos α 变力做功： ① 平均值法； ② 微元法； ③ 图像法 总功： W 合 ＝F 合 lcos α 或 W 合 ＝W 1 ＋W 2 ＋ … ＋W n 功率： P＝ W t ； P＝Fv 功 机 械 能 守 恒 定 律 律 # # # # " # # # # $ 律 # # # # " # # # # $ 能量： 动能、 重力势能、 弹性势能、 机械能 重力做功与重力势能的变化： W G =E p1 -E p2 弹簧弹力做功与弹性势能的变化： W F =E p1 -E p2 动能定理： W＝ 1 2 mv 2 2 － 1 2 mv 2 1 ， 即 W＝E k2 －E k1 ＝ΔE k 除重力、 系统内弹力外， 其他力做的功等于 机械能的增加量 W 其 ＝ΔE 律 # # # # " # # # # $ 条件： 只有重力或系统内弹力做功 机械能守 恒定律 律 # # # # " # # # # $ 实验： 验证机械能守恒定律 守恒式： E 1 ＝E 2 或 E k1 ＋E p1 ＝E k2 ＋E p2 转化式： ΔE k ＝－ΔE p 或 ΔE k 增 ＝ΔE p 减 转移式： ΔE A ＝－ΔE B 或 ΔE A 增 ＝ΔE B 减 律 # # # # " # # # # $ 功 能 关 系 表 达 式 68 学 第八章 机械能守恒定律 和功率的计算， 多以选择题的形式出现， 偶有与电流及电磁感应相结合的命题。 例 如 2021 年山东卷选择题第 3 题考查了运 用动能定理解决变力做功的问题。 4. 高考对本章基本规律的考查主要针对动能 定理、 功能关系及机械能守恒定律的应 用。 也经常结合牛顿运动定律、 动量守恒 定律、 曲线运动、 电磁学等内容考查综合 性较强、 难度较大的题目。 涉及这部分内 容的考题不但题型全、 分值重， 而且还经 常有压轴题。 题型更注重与生产、 生活、 科技相结合， 对相关知识的考查放在一些 与实际问题相结合的情境中。 例如 2022 年辽宁卷选择题第 10 题考查了动能定理 的应用， 计算题第 14 题考查了动能定理 与机械能守恒的综合问题。 69 学 高 中 物 理 必 修 第二册 （人教版） 知 识 梳 理 知识点 1 功 1. 定义： 力对物体所做的功， 等于力的大 小、 位移的大小、 力与位移夹角的余弦这 三者的乘积。 2. 做功的两个必要因素： ① 力； ② 物体在力 的方向上发生的位移。 3. 公式： W=Flcos α ， 单位： 焦 （ J ）。 F 表示所求某个力的功对应的作用力。 l 表示力的作用点相对地面的位移。 注意 并不一定等于物体的位移。 α 表示力与位移的夹角。 适用范围： 恒力做功。 4. 功是标量： 功没有方向， 但有正负， 功的 正负不表示方