2024年高考一轮复习精细讲义第18讲 机械能守恒定律及其应用(原卷版+解析).pdfVIP

第18讲机械能守恒定律及其应用

—划重点之精细讲义系列

考点一机械能守恒的理解和判断

一.重力做功与重力势能

1.重力做功的特点

(I)重力做功与路径无关，与始末位置的高度差有关.

(2)重力做功不引起物体机械能的变化.

2.重力势能

(1)公式：E=mgh.

r

(2)特性：

①矢标性：重力势能是标量,但有正、负，其意义是表示物体的重力势能比它在参

考平面上大还是小，这与功的正、负的物理意义不同.

②系统性：重力势能是物体和地球共有的.

③相对性：重力势能的大小与参考平面的选取有关.重力势能的变化是绝对的,与

参考平面的选取上去.

3.重力做功与重力势能变化的关系

(1)定性关系：重力对物体做正功，重力势能就减少;重力对物体做负功，重力势能

就增加.

(2)定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量.即1忆=一(62—EpD

=­AEn.

二.弹性势能

1.大小

弹簧的弹性势能的大小与弹簧的及变量及劲度系数有关.

2.弹力做功与弹性势能变化的关系

弹力做正功，弹性势能减小，弹力做负功，弹性势能增加.

三.机械能守恒定律

1.机械能

动能和势能统称为机械能，其中势能包括重力势能和理性势能.

2.机械能守恒定律

(1)内容：在有重力或弹力做功的物体系统内,动能和势能可以互相转化,而总的

机械能保持丕变.

(2)守恒的条件：有重力或弹力做功.

划量

吻

1.对机械能守恒条件的理解

(1)受重力作用，例如不考虑空气阻力的各种抛体运动，物体的机械能守恒.

(2)除重力外，物体还受其他力，但其他力不做功或做功代数和为零.

(3)除重力外，有系统内的弹力做功，并且弹力做的功等于弹性势能减少量，那么

系统的机械能守恒.

注意：并非物体的机械能守恒，如与弹笛相等的小球下摆的过程机械能减少.

2.机械能是否守恒的三种判断方法

(1)利用机械能的定义判断：若物体动能、势能之和不变，则机械能守恒.

(2)用做功判断：若物体或系统有重力(或弹簧的弹力)做功，虽受其他力，但其他

力不做功，机械能守恒.

(3)利用能量转化判断：若物体或系统与外界没有能量交换，物体或系统内也没有机

械能与其他形式能的转化，则机械能守恒.

国典例分而

【典例I】关于机械能是否守恒，下列说法正确的是()

A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒

B.做匀速圆周运动的物体机械能•定守恒

C.做变速运动的物体机械能可能守恒

D.合力对物体做功不为零，机械能一定不守恒

【典例2】(多选)如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是()

A.甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，物体人机械能守恒

B.乙图中.物体A固定，物体8沿斜面匀速下滑,物体区的机械能守恒

C.丙图中，不计任何阻力和定滑轮质量时，A加速下落，8加速上升过程中，A、

8组成的系统机械能守恒

D.丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时,，小球的机械能守恒

【典例3】(多选)如图所示，斜面置于光滑水平地面，其光滑斜面上有一物体由静

止沿斜面下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是()

A.物体的重力势能减少，动能增加，机械能减小

B.斜面的机械能不变

C.斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功

D.物体和斜面组成的系统机械能守恒

【典例4】(多选)如图所示，用轻弹簧相连的物块A和3放在光滑的水平面上，物

块A紧靠竖直墙壁，一颗子弹沿水平方向射入物块4后留在其中，由子弹、弹簧和4、