2019-2020学年高中物理 第7章 机械能守恒定律 第8节 机械能守恒定律课件 新人教版必修2

第七章机械能守恒定律第8节机械能守恒定律1细梳理、基础巩固2提升练、课时跟踪1细梳理、基础巩固要点一动能与势能的相互转化1．动能与势能的相互转化(1)动能与重力势能间的转化：只有重力做功时，若重力做正功，则1____________转化为2____________；若重力做负功，则3____________转化为4____________．重力势能动能动能重力势能(2)动能与弹性势能间的转化：只有弹力做功时，若弹力做正功，则5____________转化为6____________；若弹力做负功，则7____________转化为8____________．2．机械能9____________和10____________(包括重力势能和弹性势能)统称为机械能，即E＝Ek＋Ep.弹性势能动能动能弹性势能动能势能3．理解机械能的三点注意(1)机械能是标量，只有大小，没有方向，但有正负(因为势能有正负)．(2)机械能具有瞬时性．物体在某一时刻的机械能等于该时刻的动能与势能之和．(3)机械能具有相对性．因为势能具有相对性(需确定零势能面)，与动能相关的速度也具有相对性(需相对于同一惯性参考系，一般以地面为参考系)，所以机械能也具有相对性．1．关于机械能，以下说法正确的是()A．质量大的物体，重力势能一定大B．速度大的物体，动能一定大C．做平抛运动的物体机械能时刻在变化D．质量和速率都相同的物体，动能一定相同解析：选D重力势能的大小与零势能面的选取有关，质量大但重力势能不一定大，A错误；动能的大小与质量以及速度有关，所以速度大，动能不一定大，B错误；平抛运动过程中只受重力作用，机械能守恒，C错误；根据Ek＝12mv2可知质量和速率都相同的物体，动能一定相同，D正确．2．高台滑雪运动员腾空跃下，如果不考虑空气阻力，则下落过程中该运动员机械能的转换关系是()A．动能减少，重力势能减少B．动能减少，重力势能增加C．动能增加，重力势能减少D．动能增加，重力势能增加解析：选C运动员腾空跃下，不考虑空气阻力，只受重力作用，故机械能守恒．下落过程中高度减小，重力势能减少，速度增大，动能增加，故选项C正确．3．如图所示，在距地面h高处以初速度v0沿水平方向抛出一个物体，不计空气阻力，物体在下落过程中，下列说法中正确的是()A．物体在c点比在a点具有的机械能大B．物体在b点比在c点具有的动能大C．物体在a，b，c三点具有的动能一样大D．物体在a，b，c三点具有的机械能相等解析：选D小球在运动过程中，只受到重力作用，机械能守恒，在任何一个位置小球的机械能都是一样的，选项A错误，D正确；物体在下落过程中，重力势能转化为动能，EkaEkbEkc，选项B、C错误．要点二机械能守恒定律1．推导：物体自由下落过程中经过A、B两位置，如图所示．Ek2－Ek1Ep1－Ep2Ep2＋Ek22．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14____________，而总的机械能15____________．3．守恒条件：物体系统内只有16____________或17____________做功．互相转化保持不变重力弹力4．常用表达式(1)Ek1＋Ep1＝18____________．(2)Ek2－Ek1＝19____________，即ΔEk＝20________．(3)ΔEA＝21____________．Ek2＋Ep2Ep1－Ep2－ΔEp－ΔEB5．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，如自由落体运动、抛体运动等．(2)只有弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化，如在光滑水平面上运动的物体挤压弹簧，物体和弹簧组成的系统机械能守恒．(3)物体既受重力，又受弹力，重力和弹力都做功，发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化，如自由下落的物体落到竖直的弹簧上和弹簧相互作用的过程中，物体和弹簧组成的系统机械能守恒．(4)除重力和弹力外，还受其他力，但其他力不做功．4．关于物体机械能是否守恒的叙述，正确的是()A．做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒B．做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒C．外力对物体所做的功等于零，机械能一定守恒D．物体若只有重力做功，机械能一定守恒解析：选D做匀速直线运动的物体机械能不一定守恒，比如：降落伞匀速下降，机械能减小，故A错误；做匀变速直线运动的物体机械能可能守恒，故B错误；外力对物体做功为零时，动能不变，但是势能有可能变化，机械能不一定守恒，比如匀速上升的运动，故C错误；只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒，故D正确．5．(多选)下列选项中物体m机械能守恒的是(均不计空气阻力)()解析：选CD物块沿固定斜面匀速下滑，在斜面上物块受力平衡，重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡，摩擦力做负功，机械能减少；物块在F作用下沿固定光滑斜面上滑时，力F做正功，机械能增加；小球由静止沿光滑半圆形固定轨道下滑，只有重力做功，小球机械能守恒；细线拴住小球绕O点来回摆动，只有重力做功，小球机械能守恒，选项C、D正确.6．如图所示，质量为m的物体自由下落的过程中，经过高度为h1的A点时速度为v1，下落到高度为h2的B点时速度为v2，不计空气阻力，选择地面为参考平面，求：(1)物体在A、B处的机械能各是多少？(2)比较物体在A、B处的机械能的大小．解析：(1)以地面为零势能点，故在A点重力势能为mgh1，动能为12mv12，故在A点的机械能为EA＝mgh1＋12mv12，在B点的重力势能为mgh2，动能为12mv22，故在B点的机械能为EB＝mgh2＋12mv22.(2)下落过程中，不计空气阻力，只有重力做功，所以机械能守恒，A、B两点机械能相等．答案：(1)EA＝mgh1＋12mv12EB＝mgh2＋12mv22(2)相等7.如图所示，A物体用板托着，位于离地h＝1.0m处，轻质细绳通过光滑定滑轮与A、B相连，绳子处于绷直状态．已知A物体质量M＝1.5kg，B物体质量m＝1.0kg，现将板抽走，A将拉动B上升，设A着地后不反弹，B上升过程中不会碰到定滑轮，g取10m/s2.求：(1)A着地时，B的速度大小；(2)B物体在上升过程中离地面的最大高度．解析：(1)在A下降B上升的过程中，A、B系统机械能守恒，由机械能守恒定律得(Mg－mg)h＝12Mv2＋12mv2，解得v＝2（Mg－mg）hM＋m，代入数据得v＝2m/s.(2)A着地后，B做竖直上抛运动，竖直上抛能上升的高度为h′＝v22g＝0.2m.故B物体上升过程中离地面的最大高度为H＝h＋h′＝1.2m.答案：(1)2m/s(2)1.2m