第17练 机械能守恒定律(10分钟课前预习)-【志鸿优化训练】2025-2026学年高中物理必修第二册 (人教版)

第17练 机械能守恒定律 ⊙预习梳理 种形式。 (2)机械能是状态量，是 量，没有方向但有正负 一、追寻守恒量 之分。 1.伽利略理想斜面实验说明 三、机械能守恒定律 某种“东西”在小球运动过程中是 的 1.内容 2.由于当时没有“ ”的概念，伽利略没有得出机械 在只有 或弹力做功的物体系统内，动能与势能 能守恒的结论。 可以相互转化，而总的机械能 3. 概念的引入是科学前辈们追寻守恒量的一个重 2.表达式 要事例。 Ea十E1=E2十E2或E1=E2。 二、动能与势能的相互转化 3.机械能守恒的条件：只有重力和弹力 1.物体自由下落或沿光滑斜面下落时，重力势能减少了，减 ⊙知识框架 少的重力势能转化成了 2.具有一定速度的物体，由于惯性在空中竖直上升或沿光 定义：重力势能、弹性势能与动 滑斜面上滑，动能减少了，增加了。减少的动能 能的统称 机械 转化为 相对性：与零势能面的选择有关 3.被压缩的弹簧具有弹性势能，当弹簧恢复原来形状时，就 机械能守 把跟它接触的物体弹出去。这一过程中弹簧的弹性势能 恒定律 条件：只有重力做功或系统内 ,而物体得到一定的速度，动能 弹力做功 4.机械能 机械能守 表达式：Ep2+E2=Ep1+Ek2 恒定律 △E=-△E。 (1)重力势能、弹性势能与动能统称为 。通过重 力或弹力做功，机械能可以从一种形式 成另一 ·34· ⊙预习演练 A.足球在B点处的重力势能为mgh B.足球在B点处的动能为mgh 1.如图所示为运动员参加撑杆跳高比赛的示意图，对运动 员在撑杆跳高过程中的能量变化描述正确的是() C足球在B点处的机械能为2m心一mg D.足球在B点处的机械能为分md 3.(多选)从地面以。的速度竖直向上抛出一个物体，不计 空气阻力，重力加速度为g,以地面为重力势能的零势能 面。以下说法正确的是( A.物体的重力势能为动能的一半时，物体离地面的高度 A.起跳上升过程中，运动员的机械能守恒 为 B.起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增大 C.起跳上升过程中，运动员的动能一直增大 B物体的重力势能为动能的一半时，物体的速度为。 3% D.起跳上升过程中，运动员的重力势能一直增大 C.物体的动能是重力势能的一半时，物体离地面的高度 2.如图，一质量为m的足球，以速度v由地面踢起，当它到 达离地面高度为h的B点处（取B点处所在水平面为零 为 势能参考平面)时，下列说法正确的是（重力加速度为g, 3g 不计空气阻力)() D,物体的动能是重力势能的一半时，物体的速度为 3% 4.有一条均匀金属链条，一半长度在光滑的足够高斜面上， 斜面顶端是一个很小的圆弧，斜面倾角为30°，另一半长 度竖直下垂，由静止释放后链条滑动，已知重力加速度 g=10m/s2,链条刚好全部滑出斜面时的速度大小为 ·35· 5 2m/s,则金属链条的长度为() 气阻力，弹簧始终在弹性限度内)，则小球B下降h时的 速度大小为( 30° A.0.6m B.1 m C.2 m D.2.6m 5.如图所示，在两个质量分别为m和2m的小球a和b之 771777 间，用一根轻质细杆连接，两小球可绕过细杆中心的水平 A.√gh B.2 h C.vgh 2 D.√2gh 轴无摩擦转动。现让细杆水平放置，静止释放小球后，小 球b向下转动，小球a向上转动，在转动90°的过程中，以 7.如图所示，质量为m的小球沿光滑曲面运动，曲面最大 下说法正确的是( 高度为H。以曲面顶端所在的水平面为重力势能的零 0 势能面。现在A点给小球一个初动能，使其能够沿曲面 Oa 经过高度为h的B点。在小球由A点到B点的过程中， A.b球的重力势能减少，动能增加 下列说法正确的有( B.a球的重力势能增大，动能减少 C.a球和b球各自的机械能保持不变 D.a球和b球的机械能总和不断减小 6.如图所示，在轻弹簧的上端放一个质量为m的小球A, A.小球的初动能至少为mgh 将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降 B.小球的重力势能最大值为mgH 的最大高度为h。若将小球A换为质量为2m的小球B, C.重力对小球做功为一mgh 仍从弹簧原长位置由静止释放，重力加速度为g(不计空 D.小球在B点处的重力势能为mg(h一H) ·36·变，但方向可能改变，即速度可能改变，C正确；动能改 5.A解析：由动能定理可得mgH=E-合mw3,解得 变，则速度的大小改变，则速度一定改变，D正确。故 选B。 E=mgH十2mu”。故选A。 2E. 2.C解析：动能E=m,可得其连度=√片 故 第17练 机械能守恒定律 选C。 【预习梳理】 3.C解析：若不考虑空气阻力，由动能定理可知力F和重 一、1.不变2.能量3.能量 力的合力所做的功等于物体动能的增量，A、B、D错误，C 二、1.动能2.重力势能重力势能3.减少增加 正确。故选C。 4.(1)机械能转化(2)标 4.C解析：根据动能定理，物体上滑过程一mgsin a·x一 三、1.重力保持不变3.做功 f红=0一E,物体下滑过程mgsina·工一f红=号-0 【预习演练】 1.D解析：运动员起跳上升过程中，竿的形变量逐渐减 3=E,f= 3 mgsin a= 得x=5 mgsin a mg 5mg,A错误；物 小，杆的弹性势能减少，转化为运动员的机械能，运动员 机械能增加，A、B错误；运动员起跳上升过程中，杆的弹 体向下滑动时的加速度大小为a=mgsin a一f-1 m 58,B 力大于运动员重力时，运动员的动能增加，杆的弹力小于 错误；根据f=mgcos a动摩擦因数为=0.5，C正确； 运动员重力时，运动员的动能减小，C错误；运动员起跳 物体上滑过程中所受合力较大，加速度较大，根据= 上升过程中，运动员的高度不断增加，则重力势能一直增 大，D正确。故选D。 √2二，物体向上滑动所用的时间比向下滑动的时间短，D 2.C解析：取重力势能在B处为零势能参考平面，所以足 错误。故选C。 球在B点处重力势能为零，A错误；从A到B过程，由动 ·56· 能定理可得-mgh=合m,2-召m,可得足球在B处 条全部滑出后，动能为E.=号×2m,重力势能为 的动能为Ew=合mus2=号， =2mt-mgh,B错误；取B,点 E,=一2mg号。由机拔能守恒可得E=E+E,即 处所在水平面为零势能参考平面，则足球在B,点处的机 mgL(1十sin)=mU-mgL,解得L=2m。故选C。 被能为E。=E,=之m时-mg,C正确，D错误。故 5.A解析：在b球向下、a球向上转动过程中，两球均在加 选C。 速转动，使两球动能增加，同时b球重力势能减少，a球 3.BC解析：根据机拔能守恒可得号mw,2=mgh十md, 重力势能增加，a、b两球的总机械能守恒，杆对a和b都 做功，故a、b各自的机械能不守恒。故选A。 物体的重力势能为功能的一羊时，2mg=号mm,可得 6.A解析：对于小球A,根据机械能守恒得E。=mgh,对 物体高地西的高度为及-石他=写，A婚民，B正瑞 6g,6 于小球B,根据机械能守恒得E,十之×2m=2mgh,解 畅体的动能是重力势能的一辛时分mgh=m,物体 得v=√gh。故选A。 7.CD解析：为了保证小球到达最高点，则小球的初动能 离地西的高度为么=霜0-号，C正病，D辑民.被 g,③ 至少为mgH,A错误；小球在最高，点时，重力势能最大， 为0，B错误；在小球由A点到B点的过程中，重力对小 选BC。 球做功为W。=一mgh,C正确；小球在B点处的重力势 4.C解析：设链条的质量为2m,以开始时链条的最高点 能为Es=-mg(H一h)=mg(h一H),D正确。故 为零势能面，链条的机核能为E=E十E.=一合×2mg 选CD。 ×号sin0-号×2mg×兰+0=-子mgL(1+sin0,链 ·57·