第八章 4. 机械能守恒定律-【重难点手册】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册（人教版）

第八章 机桔能守恒定律9 第4节 机械能守恒定律 重点和随点 课标要求 1,通过机械能守恒定律的学习，初步建立能量观念、体会守恒思想 重点：机械能守恒的条件和机械能守 2.会用能量观念分析具体实例中动能与势能（包括弹性势能）之间 恒定律的表达式。 的相互转化 难点：机械能守恒定律的应用，功能 3.理解机械能守恒定律的推导过程， 关系的应用. 4,会从做功和能量转化的角度判断机械能是否守恒，能应用机械能 守恒定律解决有关问题，体会利用机械能守恒定律解决问题的便利性 01一必备知识梳理 基础梳理 知识点1追寻守恒量 1.用伽利略理想斜面实验探究能量 (1)实验装置（如图所示） 划重点 (2)实验过程 理想实验法（又称思想实 让静止的小球沿斜面A滚下，小球将滚上对接斜面B. 验法)是科学研究中的一种重 (3)实验现象 要方法，它把可靠的事实和理 在没有空气阻力和摩擦力时（实际很小，可以忽略），无论斜 论思维结合起来，可以深刻地 面B陡一些，还是缓一些，小球总能到达斜面B上与释放点等高 揭示自然规律，理想实验法的 的位置，即hA=hB. 核心是“可靠的事实”十“严密 (4)实验结论 的逻辑推理”，例如，在实验中 当小球沿斜面A滚下而又滚 这一事实说明了小球在运动过程中“某个量是守恒的” 上斜面B时，小球在斜面B 2.能量概念的引入 上所达到的高度与它在斜面 在伽利略的理想斜面实验中，当小球沿某一斜面从一定高度 A上释放时的高度几乎相等 由静止滚下时，小球的高度不断减小，但速度不断增大，这说明小 (这是可靠的事实)，伽利略断 球凭借其位置而具有的物理量不断减少，但由于运动而具有的物 定高度上的这一微小差别是 理量不断增加.当小球从斜面底沿另一个斜面向上滚动时，小球 由于摩擦而产生的，若能将摩 的位置不断升高，而速度不断减小，说明小球凭借其位置而具有 擦完全消除的话，高度将恰好 的物理量不断增加，由于运动而具有的物理量逐渐减少，如果斜 相等（这属于逻辑推理）， 面是光滑的，当小球到达第二个斜面的同一高度时，速度为0，小 219 重避台手而高中物理必修第二册尺) 球好像“记得”自己起始的高度，说明某种“东西”在小球运动过程 中是不变的，这样人们就引入了能量概念. 例①(2023·安徽铜陵第三中学高一阶段练习)在室内滑雪 场，游客们足不出户即可享受滑雪的乐趣，游客先乘自动扶梯 雪坡顶端，然后顺坡滑下，滑到平地上后很快便停下来.从雪坡顶 端到最后停下来的整个过程中，下列说法中正确的是( A.人的动能先增大后减小，动能与势能之和不变 B.人的动能先增大后减小，动能与势能之和一直减小 C.人的动能先增大后减小，动能与势能之和先变大后不变 D.人的动能先增大后减小，动能与势能之和先变大后减小 解析园从雪坡顶端到最后停下来的整个过程中，人先在坡上 加速下滑，速度增大，则动能增大，后在平地上做减速运动，速度 减小，动能减小，即人的动能先增大后减小，由于摩擦力的原因 人的机械能不断减小，所以动能与势能之和一直减小.故B正确， ACD错误. 答案B 知识点2动能与势能的相互转化 1.机械能 (1)概念：物体的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）统 刀对点练 称为机械能， 如图所示，一小球自A点 (2)表达式：E=Ek十E 由静止自由下落，到B点时与 (3)理解 弹簧接触，到C点时弹簧被压 ①机械能是一个状态量，做机械运动的物体在某一位置时， 缩到最短.若不计弹簧质量和 空气阻力，在小球由A·B· 具有确定的速度，也就具有确定的动能和势能，即具有确定的机 C的过程中，小球的重力势 械能。 能、动能及弹簧的弹性势能将 ②机械能是一个相对量，其大小与参考系、零势能面的选取 如何变化？ 有关.而机械能的变化与参考系的选取无关 ③机械能是标量，是系统共有的，但它有正负（因机械能具有 相对性). 2.动能和势能的相互转化 [答案：小球的重力势能 (1)重力势能和动能的相互转化.在只有重力做功时，就只有 减小：动能先增大后减小：弹 重力势能和动能发生相互转化.重力做正功，重力势能向动能转 簧的弹性势能先不变后增大.] 化，重力做了多少正功，就有多少重力势能转化成了动能.重力做 负功，动能向重力势能转化，克服重力做了多少功，就有多少动能 转化成了重力势能。 220 第八章 机械能守恒定律《9 (2)弹性势能和动能的相互转化.在只有弹力做功时，就只有 弹性势能和动能发生相互转化.弹力做正功，弹性势能向动能转 化，弹力做了多少正功，就有多少弹性势能转化成了动能.弹力做 负功，动能向弹性势能转化，克服弹力做了多少功，就有多少动能 转化成了弹性势能。 例②(2023·北京大兴区高一期末)如图所示，无人机在空 中匀速上升时，不断增加的能量是( A.动能 B.动能、重力势能 C.重力