12专题 机械能守恒定律及实验(45张ppt)

D．能源在利用过程中有能量耗散，这表明能量不守恒 解析：由能量守恒定律，能量可以从一种形式转化为另
一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体，能量的总 量保持不变，但是能源在利用过程中有能量耗散，我们还是 要节约能源． 答案：AB
17．一起重机吊着物体以加速度a(a<g)竖直下落．在下落 一段距离的过程中，下列说法中正确的是 ( )
A．从1落地后反弹到2过程中机械能守恒 B．从1落地后反弹到2过程中机械能不守恒
C．在乒乓球运动过程中空气阻力总是做负功
D．在乒乓球运动过程中空气阻力有时做正功有时做 负功 解析：在乒乓球运动过程中，空气阻力总是与运动方向
相反做负功，从1落地后反弹到2过程中，上升的高度降低了，
机械能不守恒． 答案：BC
力作用．重力做正功，重力势能减少，B错；支持力不做功， 摩擦力做负功，所以机械能不守恒，A、C错．D正确． 答案：D
13．如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H 处自由落下，不计空气阻力，设以桌面为零势能参考平面，则
小球落到地面前瞬间的机械能为(
A．mgh B．mgH C．mg(H＋h)
2．能的转化和能量守恒定律：能量既不能凭空产生， 从一种形式转化为另一种形式，或 也不能凭空消失，它只能__________________________ 从一个物体转移到另一个物体 ，在转化或转移过程中其 者 ___________________________ 能量守恒定律 ． 总量不变，这就是__________________
小试身手 (多选题)下图为某城市车站的站台．为了有效地利用能量，
进站和出站的轨道都与站台构成缓坡．关于列车在进站和出站
过程中能量的转化，下列说法正确的是( A．出站时列车的动能转化为势能 B．进站时列车的势能转化为动能 C．出站时列车的势能转化为动能 D．进站时列车的动能转化为势能 )
A．出站时列车的动能转化为势能 B．进站时列车的势能转化为动能 C．出站时列车的势能转化为动能 D．进站时列车的动能转化为势能 答案：CD
3．重力做功与重力势能变化的关系 减小多少 重力对物体做多少正功，物体的重力势能就 __________； 增加多少．重力 重力对物体做多少负功，物体的重力势能就 ________ 变化量 对物体所做的功等于物体重力势能的________. 重力势能的变化量与零势能面的选取________ 无关 ． 4．机械能 物体的动能和势能统称为机械能，即 E ＝ Ek ＋ Ep. 其中势 弹性势能 能包括重力势能 ________和________ ．
专题十二
机械能守恒定律及实验
考纲内容
考纲解读
1.知道重力做功的特点；理解重力势
1.重力做功与重力势能 ( Ⅰ) 2．机械能守恒定律及其 应用(Ⅱ) 能的概念，知道重力势能的相对 性；会用重力势能公式进行计算；
知道重力势能的变化和重力做功
的关系 2．了解机械能的概念；理解机械能
守恒定律，能应用机械能守恒定
考点3 功能关系、能的转化和守恒定律
1．功和能的关系
(1) 能量的转化必须通过做功才能实现．做功的过程是能 量转化的过程.
(2) 功是能量转化的量度，即某种力做了多少功，一定伴 随多少相应能量发生了转化． 外力做的总功 来量度． ①物体动能的增量由______________ 重力做的功来量度． ②物体重力势能的增量由__________ ③物体机械能的增量由重力以外的其他力做的功 ______________________来量度．
物体的初末位置决定，本题物体运动的路径Ⅰ和Ⅱ初末位置 相同，所以重力做功一样大，答案选C. 答案：C
3．如图所示，一固定在光滑斜面高度为H ，质量为m 的小 物块沿斜面从顶端滑到底端，下列说法正确的是( )
A．重力做功大于mgH
B．重力做功小于mgH C．重力做负功，大小是mgH D．重力做正功，大小是mgH 解析：小物块沿斜面从顶端滑到底端，往下运动，重力做 正功，大小是mgH. 答案：D
1．重力做功的特点 路径 无关，只决定于初、末位置间的 重力做功与 ______ 高度差Δh.重力做功的大小WG＝mgΔh，若物体从高处下降，
重力做正功，反之，物体克服重力做功．
2．重力势能 (1) 概念：地球上的物体由于受到重力的作用而具有 它的高度有关的能，叫重力势能． 的跟________ 焦(J) Ep＝mgh 国际单位：________. (2)定义式：________.
【例 1】 ( 多选题 ) 如图所示，
一装置固定在水平地面上，AB是半 径为 R的光滑圆轨道，上端 A离地面
的高度为H.一个质量为m的小球从A
点处由静止滑下，落到地面上C 点．若以轨道下端B所在的水平面为 参考平面，关于小球的重力势能， 下列说法正确的是( )
A．在A点为mgR B．在B点为mgR C．在C点为mgH D．在C点为－mg(H－R) 解析：以轨道下端B所在的水平面为参考平面，则小球在 A点的重力势能为mgR，在B点为0，在C点为－mg(H－R)． 答案：AD
二、单项选择题Ⅱ 11．蹦床运动是运动员从蹦床弹向空中表演技巧动作的一项
体育活动．当运动员离开蹦床后上升的过程中，运动员具有的
( ) A．动能增加，重力势能减少 B．动能增加，重力势能增加 C．动能减少，重力势能减少 D．动能减少，重力势能增加
解析：运动员离开蹦床后只受重力作用，所以做匀减速
直线运动．他的动能减少，重力势能增加，重力势能转化为 动能，答案D正确． 答案：D
3．实验步骤 ①按如图所示把打点计时器安装 在铁架台上，连好电源；
②把纸带的一端在重锤上用夹子 固定好，另一端穿过打点计时器限位 孔；用手竖直提起纸带，使重锤停靠 在打点计时器附近；
③接通电源，先打开打点计时器 的开关，后松手让重锤带着纸带自由 下落； ④重复几次，得到3～5条打好点 的纸带．
4．注意事项 (1) 安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔在同一竖直 线上，以减小摩擦阻力．为了减小空气阻力的影响，重锤的质 量要大一些． (2) 实验时，必须保持提起的纸带竖直，手不动，待接通 电源：让打点计时器工作稳定后再松开纸带，以保证第一点是 一个清晰的点． (3) 测量高度 h 时，应从起始点算起，为减小 h 的相对误差， 选取的计数点要离起始点远些． (4)因为是通过比较 mv2和mgh是否相等验证机械能是否守 恒，故不需要测量重锤的质量．
体的动能和重力势能 ( 或弹性势能 ) 发生相互转化，而总的机 械能保持不变．
Ep1＋Ek1.
1 2 1 2 2．表达式：mgh1＋ mv1＝mgh2＋ mv2 或Ep2＋Ek2＝ 2 2
小试身手 (多选题)下列物体在运动过程中，机械能守恒的有( BD ) A．沿粗糙斜面下滑的物体 B．沿光滑斜面自由下滑的物体 C．从树上下落的树叶 D．在真空管中自由下落的羽毛
A．重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量 B．物体重力势能的减少量等于物体动能的增加量 C．重力做的功大于物体克服缆绳的拉力所做的功 D．物体重力势能的减少量大于物体动能的增加量
解析：重力对物体做的功总是等于物体重力势能的减少量， A正确；由于物体下落的加速度小于重力加速度，所以物体肯 定还受到了向上的力的作用，且该力做负功，物体的机械能减
)
D．mg(H－h)
解析：物体下落过程只有重力做功，故物体的机械能守 恒，以桌面为参考平面，初状态小球的机械能为mgH，故在 小球落到地面未碰地之前任一时刻的机械能都为mg三、多项选择题 16．关于能量和能源，下列表述正确的是( A．能量可以从一种形式转化为另一种形式 B．能量可以从一个物体转移到另一个物体 C．能量是守恒的，所以能源永不枯竭 )
律解决生活实际中的简单问题
考纲内容
考纲解读
3．知道能量守恒定律是最基本、最 普遍的自然规律之一；能运用能 3．能量守恒与能量转化 量守恒定律分析生产和生活实际 和转移(Ⅰ) 4．实验：验证机械能守 中的有关简单问题 恒定律 4．知道实验原理和实验方法；能分
析处理实验数据并得出实验结论
考点1 机械能
A．重力势能减小，弹性势能增大 B．重力势能增大，弹性势能减小 C．重力势能减小，弹性势能减小 D．重力势能增大，弹性势能增大 解析：杆中的弹簧向上弹起时，小孩的重心上升，小
孩的重力势能增大，而弹簧的弹性势能减小．
答案：B
变式训练 3．撑杆跳运动包括三个阶段：助跑、撑杆起跳、越横
杆，其中发生了弹性势能转化为重力势能的阶段是( C )
考点4 验证机械能守恒定律
1．实验原理 在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和 动能可以相互转化．但总的机械能守恒，若物体某时刻瞬间速
1 2 度为v，下落高度为h，恒有 mgh＝2mv ，故只需借助打点计时
器，测出重物某时刻的下落高度 h 和该时刻的瞬时速度即可验 证机械能是否守恒． 2．实验器材 铁架台(带铁夹)、打点计时器、重锤(带纸带夹子)、纸带、 复写纸片、直尺、导线、低压交流电源．
变式训练 2．下列运动过程中，可视为机械能守恒的是( C )
A．热气球缓缓升空
B．树叶从枝头飘落
C．掷出的铅球在空中运动
D．跳水运动员在水中下沉
热点3 功能关系和能量守恒
【例3】如图所示，“蹦蹦跳”杆中的弹簧向上弹起时 (图中从1到2的过程中)，小孩的重力势能、弹簧的弹性势能 的变化情况分别是( )
12．游乐场中的一种滑梯如图所示．小朋友从轨道顶端由 静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则( )
A．下滑过程中支持力对小朋友做功 B．下滑过程中小朋友的重力势能增加
C．整个运动过程中小朋友的机械能守恒
D．在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功
解析：在滑动的过程中，人受重力、支持力和摩擦力三个
A．助跑阶段
B．越横杆阶段
C．撑杆起跳阶段