机械能守恒定律学案(高一物理)

7.8 机械能守恒定律学案（人教版必修2）

1．如图1所示，在伽利略斜面实验中，球沿斜面下滑时，重力做______，物体的动能

________．重力势能________，球沿斜面上滑过程中，重力做______，物体的动能

________，重力势能________．如果忽略空气阻力和摩擦阻力，球在A、B 两斜面上升

的高度________．

图1

2．如图2甲所示，以一定速度运动的小球能使弹簧压缩，这时小球________________

做功，使动能转化成弹簧的____________；小球速度变为零以后，被压缩的弹簧又能将

小球弹回(如图乙所示)，这时弹力对小球做__________，又使弹簧的____________转化

成小球的________．

图2

3．在自由落体运动或抛体运动中，物体从高为h1的A处运动到高为h2的B 处，重力做

功等于重力势能的变化的负值，即________________，此过程也可由动能定理得到重力

做功等于物体动能的变化，即W＝________________，所以有E p1－E p2＝E k2－E k1，即

E p1＋E k1＝________________.

4．在只有________________做功的物体系统内，动能与势能可以相互________，而总的

机械能保持不变，这叫做机械能________定律，其表达式可以写成E k1＋E p1＝___或E k2

－E k1＝________________.

5．关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法正确的是()

A．只有重力和弹力作用时，机械能才守恒

B ．当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能就守恒

C ．当有其他外力作用时，只要其他外力不做功，机械能就守恒

D ．炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒 6.

图3

从h 高处以初速度v 0竖直向上抛出一个质量为m 的小球，如图3所示．若取抛出处物

体的重力势能为0，不计空气阻力，则物体着地时的机械能为( )

A ．mgh

B ．mgh ＋12mv 2

0 C .12mv 20

D .12mv 20－mgh

7．质量均为m 的甲、乙、丙三个小球，在离地面高为h 处以相同的动能在竖直平面内

分别做平抛、竖直下抛、沿光滑斜面下滑的运动，则( ) A ．三者到达地面时的速率相同 B ．三者到达地面时的动能相同 C ．三者到达地面时的机械能相同 D ．三者同时落地

【概念规律练】

知识点一 机械能守恒的判断

1．机械能守恒的条件是“只有重力对物体做功”这句话的意思是( ) A ．物体只能受重力的作用，而不能受其他力的作用

B ．物体除受重力以外，还可以受其他力的作用，但其他力不做功

C ．只要物体受到的重力做了功，物体的机械能就守恒，与其他力做不做功无关

D ．以上说法均不正确

2．如图4所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )

图4

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，在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，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 知识点二 机械能守恒定律 3．如图5所示，

图5

在地面上以速度v 0抛出质量为m 的物体，抛出后物体落到比地面低h 的海平面．若以

地面为参考平面且不计空气阻力，则( ) A ．物体落到海平面时的重力势能为mgh B ．重力对物体做的功为mgh

C ．物体在海平面上的动能为12mv 2

0＋mgh

D ．物体在海平面上的机械能为1

2mv 20

图6

4．假设过山车在轨道顶点A 无初速度释放后，全部运动过程中的摩擦均可忽略，其他

数据如图6所示，求过山车到达B 点时的速度．(g 取10 m /s 2)

【方法技巧练】

一、链条类问题的分析方法 5．如图7所示，

图7

总长为L的光滑匀质铁链跨过一个光滑的轻小滑轮，开始时下端A、B相平齐，当略有

扰动时其一端下落，则当铁链刚脱离滑轮的瞬间，铁链的速度为多大？

二、系统机械能守恒问题的分析方法

6．如图8所示，

图8

A、B两球质量分别为4m和5m，其间用轻绳连接，跨放在光滑的半圆柱体上(半圆柱体

的半径为R)．两球从水平直径的两端由静止释放．已知重力加速度为g，圆周率用π表

示．当球A到达最高点C时，求：球A的速度大小．

三、机械能守恒定律的综合应用

7．如图9所示，

图9

质量不计的轻杆一端安装在水平轴O上，杆的中央和另一端分别固定一个质量均为m的

小球A和B(可以当做质点)，杆长为l，将轻杆从静止开始释放，不计空气阻力．当轻杆

通过竖直位置时，求：小球A、B的速度各是多少？

参考答案

课前预习练

1．正功增加减少负功减少增加相同

2．克服弹簧弹力弹性势能正功弹性势能动能

3．W＝－(E p2－E p1)E k2－E k1E p2＋E k2

4．重力或弹力转化守恒E k2＋E p2E p1－E p2

5．C[机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，也就是物体可以受其他力作用，只要其他力不做功或做功之和为零即可，故A、B均错，C正确．在炮弹爆炸过程中，爆炸时产生的化学能转化为机械能，机械能不守恒，D错．]

6．C[初态时机械能为1

2m v 2

，由于只有重力做功，机械能守恒，物体在任

意时刻机械能都是这么大，故C正确．]

7．ABC[只有重力做功，机械能守恒，mgh＋E k1＝E k2＝1

2m v

2，A、B、C

对．]

课堂探究练