1、高考资源网（） 您身边的高考专家第八课时机械能守恒定律【学习目标】1. 知道机械能的概念，能确定机械能的大小。2. 会正确推导自由落体运动、竖直上抛的上升过程中的机械能守恒定律。3. 掌握机械能守恒定律，知道它的含义和适用条件。4. 在具体问题中，能判断机械能是否守恒，并能列出机械能守恒方程式。5初步掌握用机械能守恒定律解决力学问题。【知识要点】一、动能与势能的相互转化1自由落体和竖直上抛过程中，_能和_能之间发生相互转化。将弹簧的一端接在气垫导轨的一端，另一端与一滑块相连，滑块在弹簧弹力的作用下沿水平气垫导轨(摩擦极小可以忽略不计)做往复运动时，_能和_能可以相互转化。一小球自由下落至一竖立
2、弹簧上后的运动过程中，_能与_能及_能发生相互转化 2_能和_能统称_。用符号E表示。3表达式：E=EK+EP 注意：机械能是即时量，物体在某一时刻的机械能等于那一时刻的动能和势能之和。 机械能是标量。没有方向，只有大小，可有正负(因势能可有正负)。 机械能具有相对性，因为势能具有相对性(须确定零势能参考平面)，所以机械能也具有相对性。另外与动能相关的速度也具有相对性(应该相对于同一惯性参考系，一般是地面)。二、机械能守恒定律1只有重力对物体做功时物体的机械能问题：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1处速度为v1，下落至高度h2处速度为v2，不计空 气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械
3、能的变化。分析：根据动能定理，有下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取地面为参考平面，有WG_ -_由以上两式可以得到：上面式子所反映的物理意义：在只有重力做功的情形下，物体的_能和_能发生相互转化，但_的总量保持不变（研究对象是物体和地球组成的系统）。2弹簧和物体组成的系统的机械能进一步定量研究可以证明，在只有弹簧弹力对物体做功的情形下，弹簧的_与物体的 _能发生相互转化，但_的总量保持不变(研究对象是物体与弹簧组成的系统)。综上所述，可以得到如下结论：_ 3机械能守恒定律：(1)内容：在只有重力和弹簧弹力对物体做功的情况下，系统的_。(2)表达式：EK2+E
4、P2=EKl+EPl 或者E2=E1 式中EKl、EPl、E1分别是初状态时的_能、_能和_能；EK2、EP2、E2分别是末状态时的_能、_能和_能。 (3)适用条件：只有系统内的重力或弹簧弹力做功，其他力不做功或做功的代数和为零。(4)物理意义：定律包含两层意思：一是机械能的几种不同形式(动能与势能)之间相互转化，其转化的条件是系统内的重力或弹簧的弹力做功。二是机械能的总量保持不变，其条件是只有系统内的重力或弹簧的弹力做功。“守恒”是一个动态概念，指在动能和势能相互转化的整个过程中的任何时刻、任何位置的机械能的总量总保持恒定不变。 4 对定律的理解： (1)机械能守恒定律指出了重力和弹性力对
5、物体(或系统)的做功过程，必然伴随着物体(或系统)的动能和势能、或势能和动能之间相互转化的过程。因此，“守恒”是一个动态概念，它与“不变”不同。 (2)机械能守恒的条件必须是“只有重力和弹性力做功没有其他外力做功”。不能把定律的成立条件说成是“只有重力和弹性力的作用”，“作用”与“做功”是不同的两个物理概念，不能相混这里的弹性力，在中学物理中狭义地指弹簧中的弹力。 (3)机械能守恒是针对一个系统而言的，不能对单个物体运用。 (4)除重力和弹簧弹力以外的其他力对物体做功多少，是物体机械能变化的量度。三、如何判断机械能是否守恒1、确定好研究对象和研究范围(哪个系统?哪一段物理过程?思想上一定要明确
6、)。2、分析系统所受各力的情况及各力做功的情况(不能漏掉任何一个做功因素)。3、在下列几种情况下，系统机械能守恒(1)物体只受重力或弹簧弹力作用；(2)只有系统内的重力或弹簧弹力做功，其他力均不做功；(3)虽有多个力做功，但除系统内的重力或弹簧弹力以外的其他力做功的代数和为零；(4)系统跟外界没有发生机械能的传递，系统内外也没有机械能与其他形式能之间的转化。【课堂探究】【例】用一根长l的细线，一端固定在项板上，另一端拴一个质量为m的小球。现使细线偏离竖直方向角后，从A处无初速地释放小球(如图)，试问： (1)小球摆到最低点O时的速度? (2)小球摆到左方最高点的高度(相对最低点)? (3)若在
7、悬点正下方P处有一钉子，OP=l3，则小球碰钉后，向左摆动过程中能达到的最大高度有何变化?【针对训练】在下列实例中，不计空气阻力，机械能守恒的是( ) A作自由落体运动的物体。 B小球落在弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起。 C沿光滑曲面自由下滑的物体。 D起重机将重物匀速吊起。【巩固提升】1关于机械能守恒定律适用条件的下列说法中正确的是( ) A只有重力和弹性力作用时，机械能守恒。 B当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能守恒。 C当有其它外力作用时，只要合外力的功为零，机械能守恒。 D炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒。2从地面竖直向上抛出一小球，若在上升和下落过
8、程中不计阻力，则小球两次经过离地h高的某点时，小球具有( ) A不同的速度 B不同的加速度 C不同的动能 D不同的机械能3关于机械能是否守恒的叙述，正确的是( ) A作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒。 B作匀变速运动的物体机械能可能守恒。 C外力对物体做功为零时，机械能一定守恒。 D只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒4 下列说法中，正确的是( ) A机械能守恒时，物体一定不受阻力。 B机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用。 C物体处于平衡状态时，机械能必守恒。 D物体所受的外力不等于零，其机械能也可以守恒。5如图所示，距地面h高处以初速度Vo沿水平方向抛出一个物体，不计空气阻力，物
9、体在下落过程中，下列说法正确的是( ) A物体在c点比a点具有的机械能大。 B物体在a点比c点具有的动能大。 C物体在a、b、c三点具有的动能一样大。 D物体在a、b、c三点具有的机械能相等。6从离地面h高处以初速v0，分别向水平方向、竖直向上、竖直向下抛出a，b，c三个质量相同的小球，则它们( ) A落地时的动能相同 B落地时的动能大小是EkcEkaEkb C落地时重力势能的减少量相同D在运动过程中任一位置上的机械能都相同。7自由落下的小球，从接触竖直放要的弹簧开始到弹簧被压缩到最大形变的过程中，下列说法中正确的是( ) A小球的动能逐渐减小。 B小球的重力势能逐渐减小。 C系统的机械能逐渐减小。 D。系统的机械能保持不变。高考资源网高考资源网版权所有，侵权必究！
