1、机械能守恒定律和能量守恒考试要求1.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。2.通过实验，验证机械能守恒定律。3.了解自然界中存在多种形式的能量，知道合理利用能源，养成节能习惯。题组冲关题组一机械能守恒的条件1在如图所示的物理过程示意图中，甲图为一端固定有小球的轻杆，从右偏上30角的位置释放后小球绕光滑支点摆动；乙图为末端固定有A、B两小球的轻质直角架，释放后绕通过直角顶点的固定轴O无摩擦转动；丙图为置于光滑水平面上的A、B两小车，B静止，A获得一向右的初速度后向右运动，某时刻连接两车的细绳绷紧，然后带动B车运动；丁图为置于光滑水平面
2、上的带有竖直支架的小车，把用细绳悬挂的小球从图示位置释放，小球开始摆动。则关于这几个物理过程(空气阻力忽略不计)，下列判断正确的是()甲乙丙丁A甲图中小球机械能守恒B乙图中小球A的机械能守恒C丙图中两车组成的系统机械能守恒D丁图中小球的机械能守恒A甲图中轻杆对小球不做功，小球的机械能守恒，A正确；乙图中A、B两球通过杆相互影响(例如开始时A球带动B球转动)，轻杆对A的弹力不沿杆的方向，会对小球做功，所以每个小球的机械能均不守恒，但把两个小球作为一个系统时系统的机械能守恒，B错误；丙图中细绳绷紧的过程虽然只有弹力作为内力做功，但弹力突变时有内能转化，机械能不守恒，C错误；丁图中细绳也会拉动小车运
3、动，取地面为参考系，小球的运动轨迹不是圆弧，细绳会对小球做功，小球的机械能不守恒，把小球和小车当作一个系统，机械能才守恒，D错误。2如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的是()A重力势能和动能之和总保持不变B重力势能和弹性势能之和总保持不变C动能和弹性势能之和总保持不变D重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变D在小球运动到最低点的过程中，小球只受重力和弹簧弹力，所以小球和弹簧组成的系统机械能守恒，重力势能、动能和弹性势能之和保持不变，D正确。题组二机械能守恒定律的应用3如图所示，轻弹簧一端与墙相连处于自然状态，质量为4 kg的木块
4、沿光滑的水平面以5 m/s的速度运动并开始挤压弹簧，求：(1)弹簧的最大弹性势能；(2)木块被弹回速度增大到3 m/s时弹簧的弹性势能。解析(1)木块压缩弹簧的过程中，木块和弹簧组成的系统机械能守恒，弹性势能最大时，对应木块的动能为0，故有Epmmv解得Epm50 J。(2)由机械能守恒定律有mvEp1mv解得Ep132 J。答案(1)50 J(2)32 J4如图所示，一固定光滑斜面底端与粗糙水平面平滑连接。可视为质点的物块自斜面上的A点由静止滑下，最后停在水平面上的B点。已知A点距水平面的高度为h、物块和水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，求：(1)物块到达斜面底端时的速度大小v；(2)
5、物块在水平面上滑过的距离l。解析(1)斜面是光滑的，不计摩擦，又不计空气阻力，物块所受的力有重力和斜面的支持力。支持力与物块的运动方向垂直，不做功。物块在下滑过程中只有重力做功，所以可用机械能守恒定律求解。设物块质量为m，地面为零势能参考面。物块在开始下滑时，Ep1mgh，Ek10；设物块到达斜面底端时的速率为v，则有Ep20，Ek2mv2根据机械能守恒定律有：Ek2Ep2Ek1Ep1得v。(2)物块从斜面底端滑到B点，重力和支持力均与运动方向垂直，不做功，滑动摩擦力做负功、初动能为mv2、末动能为0，根据动能定理，有mgl0mv2，解得l。答案(1)(2)题组三验证“机械能守恒定律”5用如图
6、所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验，除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、打点计时器、刻度尺、导线及开关外，还必须使用的器材是_(选填“交流电源”或“直流电源”)。为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的重力势能的减少量和_的增加量。答案交流电源动能核心精要一、机械能守恒的判断方法1做功条件分析法，分三种情况：(1)物体只受重力(或系统内的弹力)作用。(2)物体同时受重力和其他力，但其他力不做功。(3)有系统的内力做功，但是内力做功的代数和为0。2能量转化分析法：若物体只有动能、重力势能及弹性势能间相互转化，或系统内只有物体间的机械能相互转移，则机械能守恒。3定义判断法
7、：若物体沿水平方向匀速运动时，动能和势能之和不变，则机械能守恒；若物体沿竖直方向或沿斜面匀速运动时，动能不变，势能变化，则机械能不守恒。学习心得：二、机械能守恒的三种表达式1守恒观点：Ek1Ep1Ek2Ep2研究的物理过程中任意两个状态的机械能总量不变。2转化观点：EpEk系统(重力或弹性)势能的增加量等于系统动能的减少量。“增加量”为末状态减初状态；“减少量”为初状态减末状态。3转移观点：将系统分为A、B两部分，A部分机械能的增加量等于B部分机械能的减少量。增加量为末状态减初状态，A增加必然B减少。学习心得：三、机械能守恒定律验证方法1用刻度尺测出O、A两点间距离h，则重力势能减少Epmgh
8、。2利用匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度计算出O、A两点各自的速度，则动能的增加量Ekmvmv。6.用落体法验证机械能守恒定律的实验装置中重物的质量为m，如图甲所示。实验时应先_(选填“释放纸带”或“接通电源”)。在选定的纸带上依次取计数点如图乙中0、1、2、3、4所示，相邻计数点间的时间间隔为T，且0为打下的第一个点。当打点计时器打下点3时，物体动能表达式为_，代入数据算出的动能比mgx3_(选填“大”或“小”)。甲乙解析开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重物，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，不利
9、于数据的采集和处理，会使实验结果产生较大的误差，所以实验时应先接通电源后释放纸带。利用匀变速直线运动的推论v3打点计时器打下点3时，物体动能表达式为Ek3mv由于纸带与打点计时器间的摩擦阻力和空气阻力，所以重力势能的减少量大于动能的增加量，即打点计时器打下点3时，物体动能比mgx3小。答案接通电源小题组四能量守恒与能源的可持续发展7关于能量和能源，下列表述正确的是()A能量可以从一种形式转化为另一种形式B能量不能从一个物体转移到另一个物体C自然界的能量是守恒的，所以人类可以利用的能源永不枯竭D.能源在利用过程中存在能量耗散现象，这表明自然界的能量不守恒A能量可以从一种形式转化为另一种形式，或者
10、从一个物体转移到另一个物体，故A正确，B错误；能量耗散虽然不会导致能量的总量减少，却会导致能量品质的降低，将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式，故C、D均错误。8关于能源的开发和利用，下列观点不正确的是()A能源是有限的，无节制地使用常规能源，是一种盲目的短期行为B根据能量守恒，能源是取之不尽、用之不竭的C开发和利用能源时，必须同时考虑对生态环境的保护D不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的重要途径B能源是提供能量的物质资源，如煤和石油等常规能源的储量是有限的，故无节制地使用是盲目的短期行为，A正确；可利用能源转化为不可利用能源或难利用能源，就减少了可利用能源的储量，B不正确；对
11、能源的利用要注意其可持续发展性，必须同时考虑对生态环境的保护，C正确；不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的重要途径，D正确。3比较Ep与Ek的大小，实际上由于阻力作用，EpEk，在误差允许的范围内，物体机械能守恒。四、能源和能量耗散1能源常规能源：煤、石油、天然气。新能源：地热能、风能、核能。2能量耗散能量守恒定律指明各种形式的能量可以相互转化，且在转化或转移过程中总和不变，但实际上，能量转化和转移也不是任意的，涉及内能的转化和转移都是有方向的，这表现在：(1)机械能可以全部转化为内能，但内能不能全部转化为机械能而不引起其他变化。(2)内能总是自动地从高温物体向低温物体转移，而不能自动地从低温物体向高温物体转移。(3)能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。3能源危机的含义在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了。学习心得：