高中物理 第七章 第8节 机械能守恒定律讲义(含解析)新人教版必修2-新.pdfVIP

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机械能守恒定律

一、动能和势能的相互转化┄┄┄┄┄┄┄┄①

1．动能与重力势能间的转化

(1)物体自由下落或沿光滑斜面滑下时，重力对物体做正功，物体的重力势能减少，动

能增加，物体原来具有的重力势能转化为动能。

(2)原来具有一定速度的物体，由于惯性在空中竖直上升或沿光滑斜面向上运动时，重

力对物体做负功，物体原来具有的动能转化为重力势能。

2．被压缩的弹簧具有弹性势能，当弹簧恢复原状时，把跟它接触的物体弹出去。这一

过程中，弹力做正功，弹簧的弹性势能减少，转化为物体的动能。

3．动能和势能统称为机械能。通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化为另

一种形式。

[说明]

(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[选一选]

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。选项C正确。

二、机械能守恒定律┄┄┄┄┄┄┄┄②

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1．推导：

2．内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机

械能保持不变。

3．守恒定律表达式

EEEEEE

(1)－＝－，即Δ＝Δ。

k2k1p1p2k增p减

EEEEEE

(2)＋＝＋，即＝。

k2p2k1p121

4．守恒条件：只有重力(或弹力)做功。

[说明]

由于应用动能定理不需要满足什么条件，所以涉及到功能关系问题时可以优先考虑动能

定理(特别是单个物体时)。

②[判一判]

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(√)

1.对机械能守恒条件的理解

机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，可分如下三层理解

(1)只受重力作用：如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动(自由落体、竖直上抛、

平抛、斜抛等)。

(2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功，例如：①物体沿光滑的曲面下

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