浙江鸭2024高考物理一轮复习第五章机械能及其守恒定律第三节机械能守恒定律学案.docVIP

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第三节机械能守恒定律

一、重力势能和弹性势能

答案：mgh地球参考平面－ΔEp弹性形变形变量－ΔEp

【基础练1】将质量为100kg的物体从地面提升到10m高处，在这个过程中，下列说法正确的是(g取10m/s2)()

A．重力做正功，重力势能增加1.0×104J

B．重力做正功，重力势能削减1.0×104J

C．重力做负功，重力势能增加1.0×104J

D．重力做负功，重力势能削减1.0×104J

解析：选C。WG＝－mgh＝－1.0×104J，ΔEp＝－WG＝1.0×104J，C正确。

【基础练2】如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连接着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是()

A．弹簧的弹性势能渐渐减小

B．物体的机械能不变

C．弹簧的弹性势能先增加后削减

D．弹簧的弹性势能先削减后增加

解析：选D。因弹簧左端固定在墙上，右端与物体连接，故撤去F后，弹簧先伸长到原长后，再被物体拉伸，其弹性势能先削减后增加，物体的机械能先增加后减小，故D正确，A、B、C错误。

二、机械能守恒定律

答案：重力或弹力重力或弹力Ek′＋Ep′

－ΔEpΔEB减

【基础练3】(2024·金华十校4月模拟)下列对各图的说法正确的是()

A．图1中汽车匀速下坡的过程中机械能守恒

B．图2中卫星绕地球做匀速圆周运动时所受合外力为零，动能不变

C．图3中弓被拉开过程弹性势能削减了

D．图4中撑竿跳高运动员在上升过程中机械能增大

解析：选D。题图1中汽车匀速下坡的过程中动能不变，重力势能减小，机械能减小，故A错误；题图2中卫星绕地球做匀速圆周运动时所受合外力供应向心力则不为0，匀速圆周运动速度大小不变，则动能不变，故B错误；题图3中弓被拉开过程橡皮筋形变增大，弹性势能增大，故C错误；题图4中撑竿跳高运动员在上升过程中杆对运动员做正功，其机械能增大，故D正确。

考点一对机械能守恒的理解与推断

1．推断机械能是否守恒的三种方法

定义法

利用机械能的定义干脆推断，分析物体或系统的动能和势能的和是否改变，若不变，则机械能守恒

做功法

若物体或系统只有重力或系统内弹力做功，或有其他力做功，但其他力做功的代数和为零，则机械能守恒

转化法

若物体或系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式能的转化，则机械能守恒

2.对机械能守恒条件的理解及推断

(1)机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零，更不是合外力为零；“只有重力或弹力做功”不等于“只受重力或弹力作用”。

(2)对于一些绳子突然绷紧、物体间碰撞等状况，除非题目特殊说明，否则机械能必定不守恒。

(3)对于系统机械能是否守恒，可以依据能量的转化进行推断。严格地讲，机械能守恒定律的条件应当是对一个系统而言，外力对系统不做功(表明系统与外界之间无能量交换)，系统内除了重力和弹力以外，无其他摩擦和介质阻力做功(表明系统内不存在机械能与其他形式能之间的转换)，则系统的机械能守恒。

在如图所示的物理过程示意图中，甲图为一端固定有小球的轻杆，从右偏上30°角释放后绕光滑支点摇摆；乙图为末端固定有小球的轻质直角架，释放后绕通过直角顶点的固定轴O无摩擦转动；丙图为轻绳一端连着一小球，从右偏上30°角处自由释放；丁图为置于光滑水平面上的带有竖直支架的小车，把用细绳悬挂的小球从图示位置释放，小球起先摇摆。则关于这几个物理过程(空气阻力忽视不计)，下列推断正确的是()

A．甲图中小球机械能守恒

B．乙图中小球A机械能守恒

C．丙图中小球机械能守恒

D．丁图中小球机械能守恒

[解析]甲图过程中轻杆对小球不做功，小球的机械能守恒，A正确；乙图过程中轻杆对A的弹力不沿杆的方向，会对小球做功，所以小球A的机械能不守恒，但两个小球组成的系统机械能守恒，B错误；丙图中小球在绳子绷紧的瞬间有动能损失，机械能不守恒，C错误；丁图中小球和小车组成的系统机械能守恒，但小球的机械能不守恒，这是因为摇摆过程中小球的轨迹不是圆弧，细绳会对小球做功，D错误。

[答案]A

【对点练1】(多选)如图所示，下列关于机械能是否守恒的推断正确的是()

A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒

B．乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒

C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落、B加速上升过程中，A、B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

解析：选CD。甲图中重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，但弹簧的弹性势能增加，A的机械能削减，A错误；乙图中B物体下滑，B对