《创新课堂》第八章 机械能守恒定律 4.机械能守恒定律 高中物理必修第二册（人教版）同步讲练测（教师版+学生版）

4.机械能守恒定律 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。 2.会用能量观念分析具体实例中动能与势能（包括重力势能和弹性势能）之间的相互转化。 3.理解机械能守恒定律的推导过程。 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。 知识点一　追寻守恒量　动能与势能的相互转化 　情境：如图所示：摆球在竖直平面内左右摆动，忽略空气阻力。 问题：（1）当小球自A由静止释放运动到C的过程中，小球高度不断减小，速度不断增大，重力势能和动能是怎么转化的？ （2）当小球由C运动到B的过程中，小球高度不断升高，速度不断减小，重力势能和动能又是怎么转化的？ （3）在D处加一钉子，小球仍由A摆下，小球能重新回到原来的高度吗？ 1.追寻守恒量 （1）如图所示，伽利略的斜面实验的现象是：无论倾角大些还是小些，小球总是能达到　　　　　　　　。 （2）伽利略的斜面实验引入的守恒量就是　　　　。 2.动能与势能的相互转化 （1）重力势能与动能：只有重力做功时，若重力对物体做正功，则物体的重力势能　　　　，动能　　　　，　　　　　能转化成了　　　能；若重力做负功，则　　　能转化为　　　　　能。 （2）弹性势能与动能：只有弹簧弹力做功时，若弹力做正功，则弹簧弹性势能　　　　，物体的动能　　　　，　　　　　　能转化为　　　能；若弹力做负功，则　　　能转化为　　　　　　能。 （3）机械能：重力势能、　　　　　　　　与　　　　　　统称为机械能。 【易错辨析】 　（1）伽利略通过斜面实验得出了机械能守恒的结论。（　　） （2）通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化。（　　） （3）物体的机械能一定是正值。（　　） 知识点二　机械能守恒定律 1.机械能守恒定律的推导： 如图所示，物体沿光滑曲面滑下。物体在某一时刻处在高度为h1的位置A，这时它的速度是v1。经过一段时间后，物体下落到高度为h2的另一位置B，这时它的速度是v2，用W表示这一过程中重力做的功。 由动能定理可得W＝m－m 又W＝mgh1－mgh2 可得mgh1－mgh2＝m－m 移项后得m＋mgh2＝m＋mgh1 即物体末状态动能与势能之和　　　　物体初状态动能与势能之和。 2.机械能守恒定律的内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以　　　　　　，而总的机械能　　　　　　。 3.守恒条件：物体系统内只有　　　　　　或　　　　　　做功。 4.表达式 （1）m＋mgh2＝m＋mgh1。 （2）Ek2＋Ep2＝　　　　　　。 【易错辨析】 　（1）通过重力或弹力做功，机械能可以转化为非机械能。（　　） （2）合力为0，物体的机械能一定守恒。（　　） （3）合力做功为0，物体的机械能一定守恒。（　　） （4）物体自由下落时，物体的机械能一定守恒。（　　） 1.机械能守恒条件的理解 （1）物体只受重力或弹力，不受其他力，如自由落体运动。 （2）物体除受重力或弹力外，还受其他力，但其他力不做功，如物体沿光滑固定的斜面下滑，物体受重力和支持力作用，但支持力不做功。 （3）对于物体系统来说，除系统内的重力和弹力做功之外，外力不做功，或有外力做功，但外力做功的代数和为零。 2.判断机械能守恒的方法 （1）做功分析法（常用于单个物体） （2）能量分析法（常用于多个物体组成的系统） （3）机械能的定义法 机械能等于动能与势能之和，若一个过程中动能不变，势能变化，则机械能不守恒，如匀速上升的物体机械能增加。 【例1】　（物体机械能守恒的判断）（2025·山东省烟台市高一期中）下列几个物理过程中，机械能守恒的是（　　） A.点火升空阶段的火箭 B.被抛出后在空中飞行（不计空气阻力）的铅球 C.乘坐自动扶梯随扶梯一起匀速上行的行人 D.乘坐返回舱打开降落伞匀速下降 ... ...