粤教版高中物理必修第二册精品课件 第四章 机械能及其守恒定律 第五节 机械能守恒定律.ppt

(4)如图所示,物体自由下落过程中经过A、B两位置,此过程中物体的机械能一定守恒.()答案√2.(多选)一物体在做自由落体运动过程中,重力做了2J的功,则()A.该物体重力势能减少2JB.该物体重力势能增加2JC.该物体动能减少2JD.该物体动能增加2J答案AD解析在自由下落过程中,重力做了2J的功,重力势能减少2J,通过重力做功,重力势能转化为动能,则物体动能增加了2J,故选项A、D正确.3.(2020广东东莞期末)忽略空气阻力,下列物体运动过程中满足机械能守恒的是()A.电梯匀速下降B.抛出的铅球在空中飞行C.“神舟七号”的发射过程D.汽车沿斜坡加速上行答案B解析只有重力做功的过程,机械能才守恒,电梯匀速下降过程有阻力做负功,机械能不守恒,选项A错误;抛出的铅球在空中飞行过程,只有重力做功,机械能守恒,选项B正确;“神舟七号”的发射过程有推力做正功,机械能不守恒,选项C错误;汽车沿斜坡加速上行,有牵引力做正功,机械能不守恒,选项D错误.课堂篇探究学习问题一机械能守恒的条件情境探究如图所示为大型游乐场中的翻滚过山车在关闭发动机的情况下由高处飞驰而下的情景.若忽略过山车受到的摩擦力和空气阻力,思考并探究下面的问题:只有重力做功(1)过山车受哪些力作用?各做什么功?(2)过山车下滑时,动能和势能怎样变化?两种能之和怎样变化?(3)过山车下滑时机械能守恒吗?要点提示(1)过山车受重力和轨道的弹力作用,重力做正功,弹力不做功.(2)过山车的重力势能转化为动能,二者之和保持不变.(3)该过程过山车的机械能守恒.知识归纳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:根据动能与势能之和是否变化判断机械能是否守恒,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.实例引导例1(多选)如图,物体m机械能守恒的是(均不计空气阻力)()答案CD解析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;物块在力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;用细线拴住小球绕O点来回摆动,只有重力做功,小球机械能守恒,选项C、D符合题意.规律总结判断机械能是否守恒应注意的问题1.合外力为零是物体处于平衡状态的条件.物体受到的合外力为零时,它一定处于匀速运动状态或静止状态,但它的机械能不一定守恒.2.合外力做功为零是物体动能守恒的条件.合外力对物体不做功,它的动能一定不变,但它的机械能不一定守恒.3.只有重力做功或系统内弹力做功是机械能守恒的条件.只有重力对物体做功时,物体的机械能一定守恒;只有重力或系统内弹力做功时,系统的机械能一定守恒.速度一定不变变式训练1如图所示,下列说法正确的是(所有情况均不计摩擦、空气阻力以及滑轮质量)()A.甲图中,火箭升空的过程中,若匀速升空则机械能守恒,若加速升空则机械能不守恒B.乙图中,物块在外力F的作用下匀速上滑,物块的机械能守恒C.丙图中,物块A以一定的初速度将弹簧压缩的过程中,物块A的机械能守恒D.丁图中,物块A加速下落、物块B加速上升的过程中,A、B系统机械能守恒答案D解析甲图中,不论是匀速还是加速,由于推力对火箭做功,火箭的机械能不守恒,是增加的,选项A错误;乙图中,物块匀速上滑,动能不变,重力势能增加,则机械能必定增加,选项B错误;丙图中,在物块A压缩弹簧的过程中,弹簧和物块A组成的系统只有重力和弹力做功,系统机械能守恒,由于弹性势能增加,则A的机械能减小,选项C错误;丁图中,对A、B组成的系统,不计空气阻力,只有重力做功,A、B组成的系统机械能守恒,选项D正确.问题二机械能守恒定律的应用情境探究如图所示,光滑轨道顶端高为h,底端通过小段圆弧与半径为R的光滑圆形轨道连接,整个轨道和斜面都在竖直平面内,一个小球从顶端A处由静止释放.思考并探究下面的问题:(1)小球从A点运动到B点的过程中,机械能是否守恒?(2)若小球能够到达B点,则到达B点的动能是多少?(3)若小球能恰好通过B点,则h和R是什么关系?要点提示(1)由于轨道光滑,小球运动过程中只有重力做功,所以机械能守恒.(2)根据机械能守恒定律得mg·2R+Ek=mgh,故Ek=mgh-2mgR=mg(h-2R).知识归纳1.机械能守恒定律的三种表达形式(1)E2