全優(yōu)課堂·物理·必修第二冊(粵教版)·課件 第4章　第5節(jié) 機械能守恒定律

第四章機械能及其守恒定律第五節(jié)機械能守恒定律

1.知道動能與勢能的相互轉化和機械能的概念.2.掌握機械能守恒定律，知道機械能守恒的條件.3.能夠應用機械能守恒定律分析相關的實際問題．課前·

自主預習1．動能與勢能的相互轉化(1)轉化條件：_______或________做功．(2)轉化特點：做正功時，______向________轉化；做負功時，_______向________轉化．2．重力勢能、彈性勢能與動能統(tǒng)稱為_________．動能與勢能的相互轉化重力彈力勢能動能動能勢能機械能1．內容：在只有重力或彈力做功的系統(tǒng)內，動能與勢能發(fā)生__________，而系統(tǒng)的機械能總量__________．2．守恒定律表達式(1)Ek2－Ek1＝__________，即ΔEk＝________．(2)Ek2＋Ep2＝___________．(3)E2＝_____．3．守恒條件：只有__________________做功．機械能守恒定律互相轉化保持不變Ep1－Ep2－ΔEpEk1＋Ep1E1重力或系統(tǒng)內彈力課堂·

重難探究1．對機械能守恒條件的理解(1)只有重力做功，只發(fā)生動能和重力勢能的相互轉化．(2)只有系統(tǒng)內彈力做功，只發(fā)生動能和彈性勢能的相互轉化．(3)只有重力和系統(tǒng)內彈力做功，只發(fā)生動能、彈性勢能、重力勢能的相互轉化．(4)除受重力和彈力外，其他力也做功，但其他力做功的代數(shù)和始終為零．機械能守恒的理解與判斷2．判斷機械能守恒的方法(1)做功分析法(常用于單個物體)(2)能量分析法(常用于多個物體組成的系統(tǒng))(3)機械能的定義法機械能等于動能與勢能之和，若一個過程中動能不變，勢能變化，則機械能不守恒，如勻速上升的物體機械能增加．例1

(2023年中山一中月考)下列關于配圖的說法正確的是 (

)A．圖甲中過山車從軌道高處沖下來的過程中機械能守恒B．圖乙中橡皮條彈力對模型飛機做功，飛機機械能守恒C．圖丙中握力器在手的壓力下彈性勢能增加了D．圖丁中撐桿跳高運動員在上升過程中機械能守恒【答案】C【解析】過山車從軌道高處沖下來的過程中，由于空氣阻力做負功，機械能減小，減小的機械能轉化為內能，機械能不守恒，A錯誤；橡皮條彈力對模型飛機做功，彈性勢能轉化為飛機的動能，飛機的機械能增大，B錯誤；握力器在手的壓力作用下，握力計的形變量增大，彈性勢能增大，C正確；撐桿跳高運動員在上升過程中，由于克服空氣阻力做功，機械能減小，減小的機械能轉化為內能，機械能不守恒，D錯誤．變式1

(多選)(2024年廣州六中期中)下列關于機械能是否守恒的敘述，正確的是

(

)A．做勻速直線運動的物體機械能一定守恒B．做變速運動的物體機械能可能守恒C．外力對物體做功為零時，機械能一定守恒D．若只有重力對物體做功，物體的機械能一定守恒【答案】BD【解析】做勻速直線運動的物體機械能不一定守恒，如勻速下降的降落傘機械能減少，機械能不守恒，A錯誤；做變速運動的物體機械能可能守恒，如自由落體運動，B正確；外力做功為零，機械能不一定守恒，如在空中勻速下落的物體，外力對物體做功為零，機械能不守恒，C錯誤；若只有重力對物體做功，物體的機械能一定守恒，D正確．變式2

(2024年山東省實驗中學期中)如圖所示，曲面體Р靜止于光滑水平面上，物塊Q自Р的上端由靜止釋放．Q與P的接觸面光滑，Q在P上運動的過程中，下列說法正確的是 (

)A．P對Q做功為零B．P對Q做負功C．物塊Q的機械能守恒D．物體Q的機械能增加【答案】B【解析】Q在P上運動的過程中，曲面體P向左運動，P對Q的彈力與運動的位移的夾角大于90°，根據(jù)W＝Fscosα，P對Q做負功，A錯誤，B正確；Q在P上運動的過程中，系統(tǒng)中P和Q之間的作用力做功之和為零，系統(tǒng)只有重力做功，系統(tǒng)機械能守恒，故斜面體增加的動能等于物塊減少的機械能，物塊Q的機械能減小，C、D錯誤．1．機械能守恒定律的不同表達式機械能守恒定律的應用項目表達式物理意義說明從守恒的角度看Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或E初＝E末初狀態(tài)的機械能等于末狀態(tài)的機械能必須先選參考平面項目表達式物理意義說明從轉化角度看Ek2－Ek1＝Ep1－Ep2或ΔEk＝－ΔEp過程中動能的增加量等于勢能的減少量不必選參考平面從轉移角度看EA2－EA1＝EB1－EB2或ΔEA＝－ΔEB系統(tǒng)只有A、B兩物體時，A增加的機械能等于B減少的機械能例2

(多選)(2024年廣州二中期中)如圖豎直細管固定在薄板上，光滑鋼球在右側直管被磁鐵吸住，移動磁鐵可使鋼球從不同高度釋放．撤去磁鐵，鋼球靜止下滑并進入管道做圓周運動．已知鋼球質量為m，管道半徑為R，左右兩側管口到薄板距離分別為R和4R，重力加速度為g，則 (

)【答案】AD【答案】BC小練·

隨堂鞏固1．(多選)(2023年廣州海珠區(qū)質檢)蹦極是目前比較熱門的一項運動．一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從地面上方的高臺跳下，到最低點時，距地面還有一定高度，如圖所示，忽略空氣阻力，運動員可視為質點，下列說法正確的是 (

)A．下落過程中，運動員到達最低點前重力勢能始終減小B．下落過程中，重力勢能的變化量與參考平面的選取有關C．下落過程中，運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機械能守恒D．蹦極繩張緊后的下落過程中，由于彈力做負功，運動員動能減小【答案】AC【解析】在運動的過程中，運動員一直下降，則重力勢能一直減小，A正確；下落過程中重力勢能的變化量由高度差決定，有ΔEpG＝mg·Δh，則與參考平面選取無關，B錯誤；蹦極過程中，彈性繩的拉力做負功，運動員所受重力做正功，則運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)無其他力做功，系統(tǒng)的機械能守恒，C正確；運動員到達最低點前的下落過程中，彈力做負功，而重力做正功，速度先增大后減小，則動能先增大后減小，D錯誤．2．(多選)如圖所示，運動員把鉛球(視為質點)從A點(離手后的一點)斜向上拋出，不計空氣阻力，B點是軌跡的最高點，C點(比A點的位置低)是下落過程中的點，下列說法正確的是 (

)A．鉛球在最高點B的速度為0B．鉛球從A點運動到B點的過程中機械能守恒C．鉛球在A點的動能小于在C點的動能D．鉛球在B點的機械能等于其落地時的機械能【答案】BCD【解析】鉛球被拋出后做斜上拋運動，此運動可分解為水平方向的勻速直線運動，豎直方向的勻變速直線運動，在最高點時豎直方向的速度為0，水平方向的速度不為0，則鉛球在最高點的速度不為0，A錯誤；鉛球拋出后做斜上拋運動，只有重力做功，則鉛球從A點運動到B點的過程中機械能守恒，B正確；對鉛球由動能定理可知，由于C點低于A點，此過程中合力做正功，動能增加，則鉛球在A點的動能小于在C點的動能，C正確；由機械能守恒可知，鉛球在B點的機械能和落地時的機械能相等，D正確．3．(2024年佛山七校聯(lián)考)如圖所示，某企鵝以如圖所示方向斜向上跳水，它距海面高為h，速度大小為v0，不計空氣阻力，企鵝落水時的速度大小為v，已知重力加速度為g，下列說法正確的是 (

)【答案】C4．(多選)(2024年韶關期中)圖甲為某科技興趣小組制作的重力投石機示意圖．支架固定在水平地面上，輕桿AB可繞支架頂部水平軸OO′在豎直面內自由轉動．A端凹槽內裝有一石子，B端固定一配重．某次打靶時，將桿沿逆時針方向轉至與豎直方向成θ角后由靜止釋放，桿在配重重力作用下轉到豎直位置時石子被水平拋出．石子投向正前方豎直放置的靶，打到靶心上方的“6”環(huán)處，如圖乙所示．若要打中靶心的“10”環(huán)處，可能實現(xiàn)的途徑有(

)A．僅增大石子的質量B．僅增大配重的質量C．僅增大投石機到靶的距離D．僅增大θ角【答案】AC【解析】僅增大石子的質量，根據(jù)機械能守恒定律，石子平拋的初速度變小，拋物線向下偏移，可以擊中靶心，A正確；僅增大配重的質量，根據(jù)機械能守恒定律，石子平拋的初速度變大，拋物線向上偏移，不能擊中靶心，B錯誤；僅增大投石機到靶的距離，拋物線向左偏移，可以擊中靶心，C正確；僅增大θ角，配重升高，根據(jù)機械能守恒定律，石子平拋的初速度變大，拋物線向上偏移，不能擊中靶心，D錯誤．5．如圖甲、乙所示，兩種不同的半圓形光滑豎直軌道A、B，底端都與一光滑水平軌道相連并相切于B點，兩軌道的半徑均為R，圖乙中管道