2023-2024学年高一下册物理教材同步-8.4机械能守恒 （含解析）（人教版2019必修第二册）

8.4机械能守恒解析版 目录 一、 【功能关系知识点梳理】 二、 【机械能是否守恒判断知识点梳理】 三、 【连接体能量问题知识点梳理】 四、 【天体的机械能变化知识点梳理】 【功能关系知识点梳理】 1.对功能关系的理解 (1)做功的过程就是能量转化的过程，不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的． (2)功是能量转化的量度，功和能的关系，一是体现在不同的力做功，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系，二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等． 2．常见的功能关系 几种常见力做功 对应的能量变化 关系式 重力 正功 重力势能减少 WG＝－ΔEp ＝Ep1－Ep2 负功 重力势能增加 弹簧等的弹力 正功 弹性势能减少 W弹＝－ΔEp ＝Ep1－Ep2 负功 弹性势能增加 电场力 正功 电势能减少 W电＝－ΔEp ＝Ep1－Ep2 负功 电势能增加 合力 正功 动能增加 W合＝ΔEk ＝Ek2－Ek1 负功 动能减少 除重力和弹簧弹力以外的其他力 正功 机械能增加 W其他＝ΔE ＝E2－E1 负功 机械能减少 一对滑动摩擦力做功 机械能减少 内能增加 Q＝Ff·Δs相对 ①物体动能的增加与减少要看合外力对物体做正功还是做负功． ②势能的增加与减少要看对应的作用力(如重力、弹簧弹力、电场力等)做负功还是做正功． ③机械能增加与减少要看重力和弹簧弹力之外的力对物体做正功还是做负功． 3.利用功能关系解题的步骤 (1)选定研究对象(系统)，弄清外界与研究对象(或系统)之间的做功情况。 (2)分析系统内参与转化的能量的变化情况。 (3)由功能关系列出方程，解方程，分析所得的结果。 【功能关系举一反三练习】 1．如图所示是高空翼装飞行爱好者在空中滑翔的情景，在空中长距离滑翔的过程中滑翔爱好者（　　） A．机械能守恒 B．重力势能的减小量小于重力做的功 C．重力势能的减小量等于动能的增加量 D．动能的增加量等于合力做的功 【答案】D【详解】A．滑翔的过程中除重力做功外，还有空气阻力做功，机械能不守恒，故A错误；B．由功能关系可知，重力势能的减小量等于重力做的功，故B错误；C．由能量守恒可知，重力势能的减小量等于动能的增加和克服阻力所做的功，故C错误；D．由动能定理可知，合外力所做的功等于动能的变化量，故D正确。故选D。 2．（多选）位于重庆永川乐和乐都主题公园的极限蹦极高度约60米，是西南地区的蹦极“第一高”。为了研究蹦极运动过程，做以下简化：将游客视为质点，他的运动始终沿竖直方向。弹性绳的一端固定在O点，另一端和游客相连。游客从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内，不考虚空气阻力的影响。游客在从O→B→C→D的过程中，下列说法正确的是（　　） A．从O到C过程中，游客的机械能守恒 B．从B到D过程中，弹性绳的弹性势能一直增加 C．从O到C过程中，游客的重力势能减少，动能增加 D．从B到D过程中，游客的加速度一直减小 【答案】BC【详解】A．从B到C过程中，弹力做功，则游客的机械能不守恒，故A错误；B．从B到D过程中，弹性绳被拉长，则弹性势能一直增加，故B正确；C．从O到C过程中，高度一直降低，则重力势能减少，速度一直增加，则动能增加，故C正确；D．从B到C，弹力小于重力，弹力从零开始逐渐变大，加速度减小，到C点时加速度为零；从C到D过程，弹力大于重力，加速度向上逐渐变大，则从B到D过程中，游客的加速度先减小后增加，故D错误。 故选BC。 3．（多选）如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙 上，且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，劲度系数为，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为（未超过弹性限度），则在圆环下滑到最大距 ... ...