2022-2023学年高一物理同步讲义（人教 ）8.4机械能守恒定律（学生版）.docxVIP

第八章机械能守恒定律

第4课机械能守恒定律

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课程标准

核心素养

1.了解人们追寻守恒量和建立“能量”概念的漫长过程.

2.知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化.

3.知道机械能守恒的条件，会判断一个过程机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题．

1、物理观念：动能、势能、机械能的概念、机械能守恒定律。

2、科学思维：建立守恒思想。

3、科学探究：动能和势能的相互转化，推导机械能守恒。

4、科学态度与责任：应用机械能守恒解决生产、生活中的实际问题。

知识精讲

知识精讲

知识点01追寻守恒量

伽利略曾研究过小球在斜面上的运动，如图所示．

将小球由斜面A上某位置由静止释放，如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球在斜面B上速度变为0(即到达最高点)时的高度与它出发时的高度，不会更高一点，也不会更低一点．这说明某种“东西”在小球运动的过程中是不变的．

【即学即练1】如图所示，一个用细线悬挂的小球从A点开始摆动，记住它向右能够达到的最大高度，然后用一把直尺在P点挡住悬线，继续观察之后小球的摆动情况并分析，下列结论中正确的是()

A．在P点放置直尺后，悬线向右摆动的最大高度明显低于没放直尺时到达的高度

B．在P点放置直尺后，悬线向右摆动的最大高度明显高于没放直尺时到达的高度

C．悬线在P点与直尺碰撞前、后的瞬间相比，小球速度变大

D．悬线在P点与直尺碰撞前、后的瞬间相比，小球加速度变大

知识点02动能与势能的相互转化

1．重力势能与动能的转化

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，物体的转化为；若重力对物体做负功，则物体的重力势能，动能，物体的转化为．

2．弹性势能与动能的转化

只有弹簧弹力做功时，若弹力对物体做正功，则弹簧的弹性势能，物体的动能，弹簧的转化为物体的；若弹力对物体做负功，则弹簧的弹性势能，物体的动能，物体的转化为弹簧的．

3．机械能：、与统称为机械能．

【即学即练2】把小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A的位置，如图甲所示．迅速松手后，球升高至最高位置C(图丙)，途中经过位置B时弹簧正处于原长(图乙)．松手后，小球从A到B再到C的过程中，忽略弹簧的质量和空气阻力，下列分析正确的是()

A．小球处于A位置时小球的机械能最小

B．小球处于B位置时小球的机械能最小

C．小球处于C位置时小球的机械能最小

D．小球处于A、B、C三个位置时小球的机械能一样大

知识点03机械能守恒定律

1．内容：在只有或做功的物体系统内，与可以互相转化，而保持不变．

2．表达式：eq\f(1,2)mv22＋mgh2＝eq\f(1,2)mv12＋mgh1或Ek2＋Ep2＝.

3．应用机械能守恒定律解决问题只需考虑运动的初状态和，不必考虑两个状态间过程的细节，即可以简化计算．

【即学即练3】如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后的物体以速度vt落到比地面低h的海平面上，若以地面为零势能的参考面且不计空气阻力，则下列说法中正确的是()

A．物体落到海平面时的重力势能为mgh

B．物体在海平面上的机械能为eq\f(1,2)mveq\o\al(2,t)

C．物体在海平面上的动能为eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－mgh

D．物体在海平面上的机械能为eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)

能力拓展

能力拓展

考法01对机械能守恒定律的理解和判断

1．对机械能守恒条件的理解

(1)只有重力做功，只发生动能和重力势能的相互转化．

(2)只有系统内弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化．

(3)只有重力和系统内弹力做功，只发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化．

(4)除受重力和弹力外，其他力也做功，但其他力做功的代数和始终为零．

注意：机械能守恒的物体所受合外力不一定为零．

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．

【典例1】如图所示的四种情景中，属于重力势能转化为动能的是()

A．(a)图运动员把弯弓拉开将箭射出

B．(b)图跳伞运动员匀速下落

C．(c)图跳水运动员从空中下落

D．(d)图运动员骑自行车冲向坡顶

考法02机械能守恒定律的应用

1．机械能守恒定律的不同表达式

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