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课件网) 第四节 机械能守恒定律 一、动能与势能的相互转化 1.机械能:动能与势能(包括_____势能和_____势能)统 称为机械能。 重力 弹性 2.动能与势能之间的相互转化: (1)重力势能与动能的相互转化。蹦床运动员在训练中 被蹦床竖直向上抛出,上升过程中重力做_____,动能 _____,重力势能_____,动能转化为_____。下降过 程中,重力做_____,动能_____,重力势能减少,重力势 能转化为_____。 负功 减小 增加 重力势能 正功 增加 动能 (2)弹性势能与动能。被压缩的弹簧具有_____势能,弹 簧恢复原来形状的过程,弹力做正功,弹性势能_____, 被弹出的物体的动能_____,_____转化为动能,如 图所示。 弹性 减少 增加 弹性势能 (3)弹性势能、重力势能与动能的相互转化。撑竿跳高 运动员跳高过程中的_____和_____在不断地转化。 动能 势能 二、机械能守恒定律 1.推导:物体m自由下落过程中经过A、B两位置,如图所示。 mgh2 2.内容:在只有重力做功的情形下,物体的动能和重力 势能发生_____,而机械能的总量_____。 3.表达式:Ep1+Ek1=_____。 4.守恒条件:只有_____做功或只有_____做功。 相互转化 保持不变 Ep2+Ek2 重力 弹力 【思考辨析】 (1)合力为零,物体的机械能一定守恒。 ( ) (2)合力做功为零,物体的机械能一定守恒。 ( ) (3)只有重力做功,物体的机械能一定守恒。 ( ) 提示:(1)×。合力为零,并不能说明除了重力、弹力外其他力不做功,故此时物体的机械能不一定守恒。 (2)×。合力做功为零,物体的机械能不一定守恒,如物体沿斜面匀速下滑时,物体的机械能就减少。 (3)√。机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功。 一 机械能守恒条件的理解 【典例】下列四个选项的图中,木块均在固定的斜面上运动,其中选项A、B、C中斜面是光滑的,选项D中的斜面是粗糙的,A、B中的F为木块所受的外力,方向如图中箭头所示,A、B、D中的木块向下运动,C中的木块向上运动。在下列选项所示的运动过程中机械能守恒的是 ( ) 【解析】选C。依据机械能守恒条件:只有重力做功的情况下,物体的机械能才能守恒,由此可见,A、B均有外力F参与做功,D中有摩擦力做功,故A、B、D均不符合机械能守恒的条件,故答案为C。 【核心归纳】 判断机械能守恒的三个角度 (1)从能量特点看:只有系统动能和势能相互转化,无其他形式能量(如内能)之间转化,则系统机械能守恒。 (2)从机械能的定义看:动能与势能之和是否变化,如一个物体沿水平方向匀速运动时,动能和势能之和不变,机械能守恒;但沿竖直方向匀速运动时,动能不变,势能变化,机械能不守恒。 (3)从做功特点看:只有重力和系统内的弹力做功。机械能守恒。 【过关训练】 1.(多选)竖直放置的轻弹簧下连接一个小球,用手托起小球,使弹簧处于压缩状态,如图所示。则迅速放手后(不计空气阻力) ( ) A.放手瞬间小球的加速度等于重力加速度 B.小球与弹簧与地球组成的系统机械能守恒 C.小球的机械能守恒 D.小球向下运动过程中,小球动能与弹簧弹性势能之和不断增大 【解析】选B、D。放手瞬间小球加速度大于重力加速度,A错;整个系统(包括地球)的机械能守恒,B对,C错;向下运动过程中,由于重力势能减小,所以小球的动能与弹簧弹性势能之和增大,D对。 2.(多选)质量分别为m、2m的两球A、B由轻质细杆连接,杆可绕过O点的水平轴在竖直平面内自由转动,杆在从水平位置转到竖直位置的过程中 ( ) A.B球势能减少,动能增加 B.A球势能增加,动能减少 C.A和B的总机械能守恒 D.A和B各自的机械能守恒 【解析】选A、C。整个过程,对于两球和轻杆组成的系统,只有重力做功,机械能守恒,C对,D错;杆在竖直位置时,两球的速度最大,故杆在从水平位置转到竖直位置的过程中A球的势能增加,动能增加,B球的势能减少,动能增加 ... ...
