高中物理讲义：机械能守恒定律
机械能守恒定律[学习目标]1.知道什么是机械能，知道动能和势能是可以相互转化的．2.会推导机械能守恒定律．3.掌握机械能守恒定律的内容，理解机械能守恒的条件．(重点、难点)4.会灵活运用机械能守恒定律解决问题．(重点、难点)【知识梳理】一、动能、势能的相互转化1．动能与重力势能间的转化只有重力做功时，若重力做正功，则重力势能转化为动能，若重力做负功，则动能转化为重力势能，转化过程中，动能与重力势能之和保持不变．2．动能与弹性势能间的转化被压缩的弹簧把物体弹出去，射箭时绷紧的弦把箭弹出去，这些过程都是弹力做正功，弹性势能转化为动能．3．机械能动能、重力势能和弹性势能统称为机械能，在重力或弹力做功时，不同形式的机械能可以发生相互转化．二、机械能守恒定律1．内容在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变．2．守恒定律表达式(1)E k2－E k1＝E p1－E p2，即ΔE k增＝ΔE p减．(2)E k2＋E p2＝E k1＋E p1.(3)E2＝E1.3．守恒条件物体系统内只有重力或弹力做功．【基础自测】1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)物体自由下落时，重力做正功，物体的动能和重力势能都增加．(×)(2)通过重力或弹力做功，机械能可以转化为非机械能．(×)(3)合力为零，物体的机械能一定守恒．(×)(4)合力做功为零，物体的机械能一定守恒．(×)(5)只有重力做功，物体的机械能一定守恒．(√)2．关于机械能，以下说法正确的是()A．质量大的物体，重力势能一定大B．速度大的物体，动能一定大C．做平抛运动的物体机械能时刻在变化D．质量和速率都相同的物体，动能一定相同D[重力势能的大小与零势能面的选取有关，质量大但重力势能不一定大，A错误；动能的大小与质量以及速度有关，所以速度大，动能不一定大，B错误；平抛运动过程中只受重力作用，机械能守恒，C错误；根据E k＝12m v2可知质量和速率都相同的物体，动能一定相同，D正确．]3．(多选)下列选项中物体m机械能守恒的是(均不计空气阻力)物块沿固定斜面匀速下滑A 物块在F作用下沿斜面匀速下滑B小球由静止沿光滑半圆形固定轨道下滑C 细线拴住小球绕O 点来回摆动DCD[物块沿固定斜面匀速下滑，在斜面上物块受力平衡，重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡，摩擦力做负功，机械能减少；物块在力F作用下沿固定光滑斜面上滑时，力F做正功，机械能增加；小球沿光滑半圆形固定轨道下滑，只有重力做功，小球机械能守恒；用细线拴住小球绕O点来回摆动，只有重力做功，小球机械能守恒，选项C、D正确．]4.如图所示，质量m＝0.5 kg的小球，从距桌面h1＝1.2 m高处的A点下落到地面上的B点，桌面高h2＝0.8 m．以桌面为重力势能的参考平面，重力加速度g取10 m/s2.下列说法正确的是()A．小球在A点时的重力势能为10 JB．小球在B点时的重力势能为0 JC．小球在B点时的动能为10 JD．小球在B点时的机械能为10 JC[以桌面为参考平面，A点的重力势能为：E p A＝mgh1＝0.5×10×1.2 J＝6 J，B点的重力势能为：E p B＝mgh2＝0.5×10×(－0.8)J＝－4 J，故A、B错误；根据动能定理得：E k B＝mg(h1＋h2)，即物体下落到B点时的动能为mg(h1＋h2)＝6 J＋4 J＝10 J，故C正确；物体在B点的重力势能为－4 J，动能为10 J，所以B 点的机械能E＝6 J，故D错误．]【考点归纳】机械能守恒的条件及判断1(1)从能量转化的角度看，系统内只有动能和势能相互转化，而没有其他形式能量(如内能)的转化，并且系统与外界没有任何能量转化，则系统的机械能守恒．(2)从做功的角度看，只有重力和系统内的弹力做功，具体表现如下：①只受重力作用，例如所有做抛体运动的物体机械能守恒．②系统内只有重力和弹力作用，如图甲、乙、丙所示．甲乙丙图甲中，小球在摆动过程中线的拉力不做功，如不计空气阻力则只有重力做功，小球的机械能守恒．图乙中，各接触面光滑，A自B上端自由下滑的过程中，只有重力和A、B 间的弹力做功，A、B组成的系统机械能守恒．但对A来说，B对A的弹力做负功，这个力对A来说是外力，A的机械能不守恒．图丙中，不计空气阻力，球在下落过程中，只有重力和弹力做功，球与弹簧组成的系统机械能守恒．但对球来说，机械能不守恒，这一点需要特别注意．2．判断机械能守恒的方法(1)做功分析法(常用于单个物体)(2)能量分析法(常用于多个物体组成的系统)【例1】下列各种运动过程中，物体(弓、过山车、石头、圆珠笔)机械能守恒的是(忽略空气阻力)()A．将箭搭在弦上，拉弓的整个过程B．过山车在动力作用下从轨道上缓慢上行的过程C．在一根细线的中央悬挂着一石头，双手拉着细线缓慢分开的过程D．手握内有弹簧的圆珠笔，笔帽抵在桌面放手后圆珠笔弹起的过程D[将箭搭在弦上，拉弓的整个过程中，拉力对箭做功，故机械能不守恒，故A错误；过山车在动力作用下从轨道上缓慢上行的过程，动能不变，重力势能变大，故机械能不守恒，故B错误；在一根细线的中央悬挂着一物体，双手拉着细线慢慢分开的过程，动能不变，重力势能减小，故机械能不守恒，故C 错误；笔帽抵在桌面放手后圆珠笔弹起的过程中，只有笔帽的重力和弹簧的弹力做功，故机械能守恒，故D正确．]1．下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C 中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的．图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动．在四个图所示的运动过程中机械能守恒的是()A B C DC[根据力的做功情况来判断机械能守恒的条件是物体系统内只有重力(弹力)做功．在图A、B中木块受三个力作用，即重力、支持力和外力F，因外力F 做功，故机械能不守恒．图D中因有摩擦力做功，机械能亦不可能守恒．只有图C中除重力做功外，其他力不做功，故机械能守恒．]机械能守恒定律的应用1.表达式物理意义2．应用机械能守恒定律的解题步骤 (1)选取研究对象(物体或系统)．(2)明确研究对象的运动过程，分析研究对象在运动过程中的受力情况，弄清各力的做功情况，判断机械能是否守恒．(3)选取恰当的参考平面，确定研究对象在初、末状态的机械能． (4)选取机械能守恒的某种表达式，列方程求解． 3．机械能守恒定律和动能定理的比较径R ＝0.5 m ，轨道在C 处与水平地面相切，在C 处放一小物块(未画出)，给它一水平向左的初速度v 0＝5 m/s ，它沿CBA 运动，通过A 处，最后落在水平地面上的D 处，求C 、D 间的距离x (取重力加速度g ＝10 m/s 2)．[解析]方法一：应用机械能守恒定律求解物块从C到A过程中，只有重力做功，机械能守恒，则ΔE p＝－ΔE k即2mgR＝12m v20－12m v2物块从A到D过程中做平抛运动，则竖直方向2R＝12gt2水平方向x＝v t联立以上各式并代入数据得x＝1 m.方法二：应用动能定理求解物块从C到A过程中，只有重力做功，由动能定理得－mg·2R＝12m v2－12m v2物块从A到D过程中做平抛运动，则竖直方向2R＝12gt2水平方向x＝v t联立以上各式并代入数据得x＝1 m.[答案] 1 m上例中，若小物块经过A处时，轨道对物块弹力大小等于物块重力大小的2.2倍，求小物块在C处获得的初速度v0.提示：小物块经过A处时，重力和弹力的合力提供向心力，在A处由牛顿第二定律得mg＋2.2mg＝m v2 R物块从C到A过程中，只有重力做功，机械能守恒，则ΔE p＝－ΔE k即2mgR＝12m v20－12m v2联立各式并代入数据得v0＝6 m/s.2．(多选)在竖直平面内有一条光滑弯曲轨道，轨道上各个高点的高度如图所示．一个小环套在轨道上，从1 m的高处以8 m/s的初速度下滑，则下列说法正确的是()A．到达第(1)高点的速度约为8.6 m/sB．到达第(1)高点的速度约为74 m/sC．小环能越过第(3)高点D．小环不能越过第(4)高点AC[根据机械能守恒可以得到：mgh＋12m v2＝mgh1＋12m v21，则小环到达第(1)高点的速度为：v1＝2g(h－h1)＋v2＝74 m/s≈8.6 m/s，A对，B错；设小球能够上升的最大高度为H，则根据机械能守恒定律：得到：mgh＋12m v2＝mgH，则：H＝4.2 m，即小环能越过第(3)和(4)高点，C对，D错．]物体系统的机械能守恒【例3】如图所示，质量分别为3 kg和5 kg的物体A、B，用轻绳连接跨在一个定滑轮两侧，轻绳正好拉直，且A物体底面与地接触，B物体距地面0.8 m，求：(1)放开B物体，当B物体着地时A物体的速度；(2)B物体着地后A物体还能上升多高？(g取10 m/s2)[解析](1)方法一：由E1＝E2.对A、B组成的系统，当B下落时系统机械能守恒，以地面为零势能参考平面，则m B gh＝m A gh＋12(m A＋m B)v2.v＝2(m B－m A)gh m A＋m B＝2×(5－3)×10×0.83＋5m/s＝2 m/s.方法二：由ΔE k增＝ΔE p减，得m B gh－m A gh＝12(m A＋m B)v2得v＝2 m/s.方法三：由ΔE A增＝ΔE B减，得m B gh－12m B v2＝m A gh＋12m A v2得v＝2 m/s.(2)当B落地后，A以2 m/s的速度竖直上抛，则A上升的高度由机械能守恒可得m A gh′＝12m A v2A，h′＝v2A2g＝222×10m＝0.2 m.[答案](1)2 m/s(2)0.2 m机械能守恒定律表达式的灵活选取(1)单个物体机械能守恒的问题，可应用表达式E k1＋E p1＝E k2＋E p2或ΔE k ＝－ΔE p列式求解．(2)两个物体组成的系统机械能守恒的问题，若一个物体的动能、势能都在增加，另一个物体的动能、势能都在减小，可优先考虑应用表达式ΔE A＝－ΔE B 列式求解；若两个物体的动能都在增加(或减小)，势能都在减小(或增加)，可优先考虑应用表达式ΔE k＝－ΔE p列式求解．3．(多选)如图所示，光滑细杆AB、AC在A点连接，AB竖直放置，AC水平放置，两相同的中心有小孔的小球M、N，分别套在AB和AC上，并用一细绳相连，细绳恰好被拉直，现由静止释放M、N，在运动过程中下列说法中正确的是()A．M球的机械能守恒B．M球的机械能减小C．M和N组成的系统的机械能守恒D．绳的拉力对N做负功BC[因M下落的过程中细绳的拉力对M球做负功，对N球做正功，故M 球的机械能减小，N球的机械能增加，但M和N组成的系统的机械能守恒，B、C正确，A、D错误．]课堂小结知识脉络1.动能和势能统称为机械能，即E＝E k＋E p.2．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，这叫作机械能守恒定律．3．机械能守恒定律的表达式为：E k1＋E p1＝E k2＋E p2或ΔE k＝－ΔE p.4．机械能守恒的条件：只有重力或弹力做功.1．关于物体机械能是否守恒的叙述，正确的是()A．做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒B．做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒C ．外力对物体所做的功等于零，机械能一定守恒D ．物体若只有重力做功，机械能一定守恒D [做匀速直线运动的物体机械能不一定守恒，比如：降落伞匀速下降，机械能减小，故A 错误；做变速直线运动的物体机械能可能守恒，故B 错误；外力对物体做功为零时，动能不变，但是势能有可能变化，机械能不一定守恒，比如匀速上升的运动，故C 错误；只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒，故D 正确．]2．如图所示，压缩的轻质弹簧将一物块沿光滑轨道由静止弹出，物块的质量为0.2 kg ，上升到0.1 m 的高度时速度为1 m/s ，g 取10 m/s 2，弹簧的最大弹性势能是( )A ．0.1 JB ．0.2 JC ．0.3 JD ．0.4 JC [取物体初位置所在水平面为参考平面，对于物体和弹簧组成的系统，由于只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，则根据系统的机械能守恒得：E p 弹＝mgh ＋12m v 2＝0.2×10×0.1 J ＋12×0.2×1 J ＝0.3 J ，故选项C 正确．] 3．在一斜面顶端，将甲乙两个小球分别以v 和v 2的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上．甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的( )A ．2倍B ．4倍C ．6倍D ．8倍A [设甲球落至斜面时的速率为v 1，乙落至斜面时的速率为v 2，由平抛运动规律，x ＝v t ，y ＝12gt 2，设斜面倾角为θ，由几何关系，tan θ＝y x ，甲球由抛出到落至斜面，由机械能守恒定律，12m v 2＋mgy ＝12m v 21，联立解得：v 1＝1＋4tan 2θv ，即落至斜面时的速率与抛出时的速率成正比．同理可得，v 2＝1＋4tan 2θ·v /2，所以甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时的速率的2倍，选项A 正确．]4．如图所示，质量为m 的物体自由下落的过程中，经过高度为h 1的A 点时速度为v 1，下落到高度为h 2的B 点时速度为v 2，不计空气阻力，选择地面为参考平面．(1)求物体在A、B处的机械能各是多少？(2)比较物体在A、B处的机械能的大小．[解析](1)以地面为零势能点，故在A点重力势能为mgh1，动能为12m v21，故在A点的机械能为E A＝mgh1＋12m v21，在B点的重力势能为mgh2，动能为12m v22，故在B点的机械能为E B＝mgh2＋12m v22.(2)下落过程中，不计空气阻力，只有重力做功，所以机械能守恒，A、B两点机械能相等．[答案](1)E A＝mgh1＋12m v21；E B＝mgh2＋12m v22(2)相等。
高中物理机械能守恒定理
10、各种力做功的特点
1.重力做功的特点：只跟初末位置的高度差有关，而跟运动的路径无关．
(2)弹力做功的特点：对接触面间的弹力，由于弹力的方向与运动方向垂直，
弹力对物体不做功；对弹簧的弹力做的功，高中阶段没有给出相关的公式， 对它的求解要借助其他途径如动能定理、机械能守恒、功能关系等
(3)摩擦力做功的特点：摩擦力做功跟物体运动的路径有关，它可以做
机械能守恒定律
内容：在只有重力(或弹簧的弹力)做功的情况下，动能 和势能发生相互转化，但总量保持不变，这个结论叫做 机械能守恒定律．
机械能守恒的条件：(1)只有重力或系统内弹力做功． (2)受其他外力但其他外力不做功或做功的代数和为零．
表达式： (1)Ek＋Ep＝Ek′＋Ep′，表示系统初状态机械能的总和与末状态 机械能的总和相等． (2)ΔEk＝－ΔEp，表示系统(或物体)机械能守恒时，系统减少 (或增加)的重力势能等于系统增加(或减少)的动能，在分析重力 势能的增加量或减少量时，可不选参考平面． (3)ΔEA增＝ΔEB减，表示若系统由A、B两部分组成，则A部分 物体机械能的增加量与B部分物体机械能的减少量相等．
判断机械能是否守恒方法： （1）．利用机械能的定义判断(直接判断)：若物体在水平面上匀速运动，其动能、势能均不变，机械 能不变．若一个物体沿斜面匀速下滑，其动能不变，重力势能减少，其机械能减少． （2）．用做功判断：若物体或系统只有重力(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）．用能量转化来判断：若物体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的能的转 化，则物体系统机械能守恒． （4）．对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等，除非题目特别说明，否则机械能必定不守恒．
高中物理机械能守恒定律知识点
高中物理机械能守恒定律知识点一、机械能1.由物体间的相互作用和物体间的相对位置决定的能叫做势能.如重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等.(1)物体由于受到重力作用而具有重力势能，表达式为 EP=一mgh.式中h 是物体到零重力势能面的高度.(2)重力势能是物体与地球系统共有的.只有在零势能参考面确定之后，物体的重力势能才有确定的值，若物体在零势能参考面上方高 h处其重力势能为EP=一mgh，若物体在零势能参考面下方低h处其重力势能为 EP=一mgh，“一”不表示方向，表示比零势能参考面的势能小，显然零势能参考面选择的不同，同一物体在同一位置的重力势能的多少也就不同，所以重力势能是相对的.通常在不明确指出的情况下，都是以地面为零势面的.但应特别注意的是，当物体的位置改变时，其重力势能的变化量与零势面如何选取无关.在实际问题中我们更会关心的是重力势能的变化量.(3)弹性势能，发生弹性形变的物体而具有的势能.高中阶段不要求具体利用公式计算弹性势能，但往往要根据功能关系利用其他形式能量的变化来求得弹性势能的变化或某位置的弹性势能.2.重力做功与重力势能的关系：重力做功等于重力势能的减少量WG=ΔEP 减=EP初一EP末，克服重力做功等于重力势能的增加量W克=ΔEP增=EP末—EP初特别应注意：重力做功只能使重力势能与动能相互转化，不能引起物体机械能的变化.3、动能和势能(重力势能与弹性势能)统称为机械能二、机械能守恒定律1、内容：在只有重力(和弹簧的弹力)做功的情况下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变.2.机械能守恒的条件(1) 做功角度：对某一物体，若只有重力(或弹簧弹力)做功，其他力不做功(或其他力做功的代数和为零)，则该物体机械能守恒.(2)能转化角度：对某一系统，物体间只有动能和重力势能及弹性势能的相互转化，系统和外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转变为其他形式的能，则系统机械能守恒.3.表达形式：EK1+Epl=Ek2+EP2(1)我们解题时往往选择的是与题目所述条件或所求结果相关的某两个状态或某几个状态建立方程式.此表达式中EP是相对的.建立方程时必须选择合适的零势能参考面.且每一状态的EP都应是对同一参考面而言的.(2)其他表达方式，ΔEP=一ΔEK，系统重力势能的增量等于系统动能的减少量.(3)ΔEa=一ΔEb，将系统分为a、b两部分，a部分机械能的增量等于另一部分b的机械能的减少量。
高中物理必修二第七章-机械能守恒定律知识点总结
机械能知识点总结一、功1概念：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。
功是能量转化的量度。
2条件：. 力和力的方向上位移的乘积3公式：W=F S cos θW ——某力功，单位为焦耳（J ）F ——某力（要为恒力），单位为牛顿（N ） S ——物体运动的位移，一般为对地位移，单位为米（m ）θ——力与位移的夹角4功是标量，但它有正功、负功。
某力对物体做负功，也可说成“物体克服某力做功”。
当)2,0[πθ∈时，即力与位移成锐角，功为正；动力做功； 当2πθ=时，即力与位移垂直功为零，力不做功； 当],2(ππθ∈时，即力与位移成钝角，功为负，阻力做功； 5功是一个过程所对应的量，因此功是过程量。
6功仅与F 、S 、θ有关，与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。
7几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。
即W 总=W 1+W 2+…+Wn 或W 总= F 合Scos θ8 合外力的功的求法：方法1：先求出合外力，再利用W =Fl cos α求出合外力的功。
方法2：先求出各个分力的功，合外力的功等于物体所受各力功的代数和。
二、功率1概念：功跟完成功所用时间的比值，表示力(或物体)做功的快慢。
2公式：tW P =（平均功率） θυc o s F P =（平均功率或瞬时功率）3单位：瓦特W4分类：额定功率：指发动机正常工作时最大输出功率实际功率：指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率，P 实≤P 额。
5分析汽车沿水平面行驶时各物理量的变化，采用的基本公式是P =Fv 和F-f = ma6 应用：（1）机车以恒定功率启动时，由υF P =（P 为机车输出功率，F 为机车牵引力，υ为机车前进速度）机车速度不断增加则牵引力不断减小，当牵引力f F =时，速度不再增大达到最大值m ax υ，则f P /max =υ。
（2）机车以恒定加速度启动时，在匀加速阶段汽车牵引力F 恒定为f ma +，速度不断增加汽车输出功率υF P =随之增加，当额定P P =时，F 开始减小但仍大于f 因此机车速度继续增大，直至f F =时，汽车便达到最大速度m ax υ，则f P /max =υ。
高中物理-机械能守恒定律
EkB
EPB
1 2
mv22
mgh2
结论
h1
B
v2
h2
地面为参考面
由根据动能定理得
WG
1 2
mv22
1 2
mv12
由重力做功与重 力势能的关系得
WG mgh1 mgh2
由以上两式得
1 2
mv22
1 2
mv12
mgh1
mgh2
移项得
Ek 2 Ep2 Ek1 Ep1
1 2
mv22
mgh2
1 2
分析：以小球（含地球）为研究对象，小球在轨道上作变速圆 周运动，受到重力和支持力作用，支持力是一个大小、方向均 改变的力，但因其方向始终垂直于小球的运动方向，所以对小 球不做功（这是难点），全程只有重力作功，所以该题可用机 械能守恒定律求解。
解：选取B点所在水平面为零势能面，依据机械能守 恒定律可知：
（D ） A.重力势能和动能之和保持不变 B.重力势能和弹性势能之和保持不变 C.动能和弹性势能之和保持不变 D.重力势能、弹性势能和动能之和保持不变
拓展
1.下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是 双选题
A、做匀速直线运动的物体机械能一定守恒。
BD
B、做匀变速直线运动的物体的机械能可能守恒。
C、合外力对物体做功为零时机机械能守恒。
机械能守恒定律
1.动能、动能定理
2.重力势能、重力做功与重力势能变化量之间的关系
3.弹性势能、弹力做功与弹性势能变化量之间的关系
4.功能关系
①E k
1 mv2 2
W Ek2 Ek1
②Ep mgh
WG EP2 EP1
③E
' p
高中物理《机械能守恒定律》教学教案(6篇)
高中物理《机械能守恒定律》教学教案（6篇）篇一：重点、难点分析篇一1．机械能守恒定律是本章教学的重点内容，本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件；能够正确分析物体系统所具有的机械能；能够应用机械能守恒定律解决有关问题。
2．分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能，是本节学习的难点之一。
在教学中应让学生认识到，物体重力势能大小与所选取的参考平面（零势面）有关；而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的。
在讨论物体系统的机械能时，应先确定参考平面。
3．能否正确选用机械能守恒定律解决问题是本节学习的另一难点。
通过本节学习应让学生认识到，从功和能的角度分析、解决问题是物理学的重要方法之一；同时进一步明确，在对问题作具体分析的条件下，要能够正确选用适当的物理规律分析、处理问题。
篇二：说明篇二势能是相互作用的物体系统所共有的，同样，机械能也应是物体系统所共有的。
在中学物理教学中，不必过份强调这点，平时我们所说物体的机械能，可以理解为是对物体系统所具有的机械能的一种简便而通俗的说法。
篇三：教学目标篇三1．在已经学习有关机械能概念的基础上，学习机械能守恒定律，掌握机械能守恒的条件，掌握应用机械能守恒定律分析、解决问题的基本方法。
2．学习从功和能的角度分析、处理问题的方法，提高运用所学知识综合分析、解决问题的能力。
篇四：小结篇四1．在只有重力做功的过程中，物体的机械能总量不变。
通过例题分析要加深对机械能守恒定律的理解。
2．应用机械能守恒定律解决问题时，应首先分析物体运动过程中是否满足机械能守恒条件，其次要正确选择所研究的物理过程，正确写出初、末状态物体的机械能表达式。
3．从功和能的角度分析、解决问题，是物理学研究的重要方法和途径。
通过本节内容的学习，逐步培养用功和能的观点分析解决物理问题的能力。
4．应用功和能的观点分析处理的问题往往具有一定的综合性，例如与圆周运动或动量知识相结合，要注意将所学知识融汇贯通，综合应用，提高综合运用知识解决问题的能力。
高中物理复习：机械能守恒定律和能量守恒定律
高中物理复习：机械能守恒定律和能量守恒定律【知识点的认识】1．机械能：势能和动能统称为机械能，即E＝E k+E p，其中势能包括重力势能和弹性势能．2．机械能守恒定律（1）内容：在只有重力（或弹簧弹力）做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变．（2）表达式：观点表达式守恒观点 E1＝E2，E k1+E p1＝E k2+E p2（要选零势能参考平面）转化观点△E K＝﹣△E P（不用选零势能参考平面）转移观点△E A＝﹣△E B（不用选零势能参考平面）【命题方向】题型一：机械能是否守恒的判断例1：关于机械能是否守恒的叙述中正确的是（）A．只要重力对物体做了功，物体的机械能一定守恒B．做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒C．外力对物体做的功为零时，物体的机械能一定守恒D．只有重力对物体做功时，物体的机械能一定守恒分析：机械能守恒的条件：只有重力或弹力做功的物体系统，其他力不做功，理解如下：①只受重力作用，例如各种抛体运动．②受到其它外力，但是这些力是不做功的．例如：绳子的一端固定在天花板上，另一端系一个小球，让它从某一高度静止释放，下摆过程中受到绳子的拉力，但是拉力的方向始终与速度方向垂直，拉力不做功，只有重力做功，小球的机械能是守恒的．③受到其它外力，且都在做功，但是它们的代数和为0，此时只有重力做功，机械能也是守恒的．解：A、机械能守恒条件是只有重力做功，故A错误；B、匀速运动，动能不变，但重力势能可能变化，故B错误；C、外力对物体做的功为零时，不一定只有重力做功，当其它力与重力做的功的和为0时，机械能不守恒，故C错误；D、机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，故D正确．故选：D．点评：本题关键是如何判断机械能守恒，可以看能量的转化情况，也可以看是否只有重力做功．题型二：机械能守恒定律的应用例2：如图，竖直放置的斜面下端与光滑的圆弧轨道BCD的B端相切，圆弧半径为R，∠COB ＝θ，斜面倾角也为θ，现有一质量为m的小物体从斜面上的A点无初速滑下，且恰能通过光滑圆形轨道的最高点D．已知小物体与斜面间的动摩擦因数为μ，求：（1）AB长度l应该多大．（2）小物体第一次通过C点时对轨道的压力多大．分析：（1）根据牛顿第二定律列出重力提供向心力的表达式，再由动能定理结合几何关系即可求解；（2）由机械能守恒定律与牛顿第二定律联合即可求解．解：（1）因恰能过最高点D，则有又因f＝μN＝μmgcosθ，物体从A运动到D全程，由动能定理可得：mg（lsinθ﹣R﹣Rcosθ）﹣fl＝联立求得：（2）物体从C运动到D的过程，设C点速度为v c，由机械能守恒定律：物体在C点时：联合求得：N＝6mg答：（1）AB长度得：．（2）小物体第一次通过C点时对轨道的压力6mg．点评：本题是动能定理与牛顿运动定律的综合应用，关键是分析物体的运动过程，抓住滑动摩擦力做功与路程有关这一特点．题型三：多物体组成的系统机械能守恒问题例3：如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上．现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行．已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态．释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面．下列说法正确的是（）A．斜面倾角α＝30°B．A获得最大速度为2gC．C刚离开地面时，B的加速度最大D．从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能守恒分析：C球刚离开地面时，弹簧的弹力等于C的重力，根据牛顿第二定律知B的加速度为零，B、C加速度相同，分别对B、A受力分析，列出平衡方程，求出斜面的倾角．A、B、C组成的系统机械能守恒，初始位置弹簧处于压缩状态，当B具有最大速度时，弹簧处于伸长状态，根据受力知，压缩量与伸长量相等．在整个过程中弹性势能变化为零，根据系统机械能守恒求出B的最大速度，A的最大速度与B相等；解：A、C刚离开地面时，对C有：kx2＝mg此时B有最大速度，即a B＝a C＝0则对B有：T﹣kx2﹣mg＝0对A有：4mgsinα﹣T＝0以上方程联立可解得：sinα＝，α＝30°，故A正确；B、初始系统静止，且线上无拉力，对B有：kx1＝mg由上问知x1＝x2＝，则从释放至C刚离开地面过程中，弹性势能变化量为零；此过程中A、B、C组成的系统机械能守恒，即：4mg（x1+x2）sinα＝mg（x1+x2）+（4m+m）v Bm2以上方程联立可解得：v Bm＝2g所以A获得最大速度为2g，故B正确；C、对B球进行受力分析可知，C刚离开地面时，B的速度最大，加速度为零．故C错误；D、从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B、C及弹簧组成的系统机械能守恒，故D错误．故选：AB．点评：本题关键是对三个小球进行受力分析，确定出它们的运动状态，再结合平衡条件和系统的机械能守恒进行分析．【解题方法点拨】1．判断机械能是否守恒的方法（1）利用机械能的定义判断：分析动能与势能的和是否变化．如：匀速下落的物体动能不变，重力势能减少，物体的机械能必减少．（2）用做功判断：若物体或系统只有重力（或弹簧的弹力）做功，或有其他力做功，但其他力做功的代数和为零，机械能守恒．（3）用能量转化来判断：若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的能的转化，则系统的机械能守恒．（4）对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等问题机械能一般不守恒，除非题中有特别说明或暗示．2．应用机械能守恒定律解题的基本思路（1）选取研究对象﹣﹣物体或系统．（2）根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒．（3）恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末态时的机械能．（4）选取方便的机械能守恒定律的方程形式（E k1+E p1＝E k2+E p2、△E k＝﹣△E p或△E A＝﹣△E B）进行求解．注：机械能守恒定律的应用往往与曲线运动综合起来，其联系点主要在初末状态的速度与圆周运动的动力学问题有关、与平抛运动的初速度有关．3．对于系统机械能守恒问题，应抓住以下几个关键：（1）分析清楚运动过程中各物体的能量变化；（2）哪几个物体构成的系统机械能守恒；（3）各物体的速度之间的联系．13．能量守恒定律【知识点的认识】能量守恒定律1．内容：能量即不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变，叫能量守恒定律．2．公式：E＝恒量；△E增＝△E减；E初＝E末；3．说明：①能量形式是多种的；②各种形式的能都可以相互转化．4．第一类永动机不可制成①定义：不消耗能量的机器，叫第一类永动机．②原因：违背了能量守恒定律．。
高中物理必修二 第四章 第五节 机械能守恒定律
√A.下落至C处速度最大
B.由A至D的过程中机械能守恒
√C.由B至D的过程中，动能先增大后减小 √D.由A运动到D时，重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
小球从B至C过程，重力大于弹力，合力向下，小球做加速 运动，小球从C至D过程，重力小于弹力，合力向上，小球 做减速运动，所以小球由B至D的过程中，动能先增大后减 小，在C点动能最大，速度最大，故A、C正确； 由A至B下落过程中小球只受重力，其机械能守恒，从B至D过程，小 球和弹簧组成的系统机械能守恒，但小球的机械能不守恒，故B错误； 在D位置小球速度减小到零，小球的动能为零，则从A运动到D时，小 球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，故D正确.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
题图丁中，不计细绳与滑轮间的摩擦和滑轮质量时，绳子 张力对A做负功，对B做正功，代数和为零，空气阻力对A、 B均做负功所以A、B组成的系统机械能减少，故D错误.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
4.(多选)如图所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物 从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由 摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆到最低点的过程中
答案 32 J 对弹簧和木块组成的系统由机械能守恒定律有12mv02＝12mv12＋Ep1 则 Ep1＝12mv02－12mv12＝32 J.
例4 (多选)如图，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上.其上方A位置有
一小球，小球从静止开始下落到B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所
受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零.不计空气阻力，弹簧
针对训练 (多选)如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是
高中物理必修三机械能 能量守恒定律讲义
高中物理必修三机械能能量守恒定律讲义一、概述本讲义主要介绍了高中物理必修三中的机械能和能量守恒定律。
通过研究这一部分的内容，我们将了解机械能的概念以及能量守恒定律的应用。
二、机械能1. 机械能的定义机械能是指物体在运动过程中所具有的动能和势能的总和。
动能是物体由于运动而具有的能量，势能是物体由于位置关系而具有的能量。
2. 动能动能的定义为$E_k = \frac{1}{2} mv^2$，其中$E_k$表示动能，$m$表示物体的质量，$v$表示物体的速度。
3. 势能势能可以分为重力势能和弹性势能两种。
- 重力势能的定义为$E_p = mgh$，其中$E_p$表示重力势能，$m$表示物体的质量，$g$表示重力加速度，$h$表示物体的高度。
- 弹性势能的定义为$E_p = \frac{1}{2} kx^2$，其中$E_p$表示弹性势能，$k$表示弹簧的劲度系数，$x$表示弹簧的变形量。
三、能量守恒定律能量守恒定律是指在一个孤立系统中，能量总量保持不变。
这意味着物体在运动过程中，动能的增加必然伴随着势能的减少，反之亦然。
四、应用实例能量守恒定律在实际生活中有着广泛的应用。
以下是一些相关实例：1. 坠落物体：当物体从高处坠落时，重力势能减少而动能增加。
2. 弹簧振动：弹簧在振动过程中，动能和弹性势能相互转化。
3. 滑雪：滑雪过程中，重力势能转化为动能。
五、总结通过本讲义的研究，我们了解到了机械能的概念和能量守恒定律的应用。
能量守恒定律在物理学中起着重要的作用，并可以应用于各种实际问题的解决中。
以上就是高中物理必修三中关于机械能和能量守恒定律的讲义内容总结。
参考资料：- 高中物理必修三教材。
高中物理必修二第八章 机械能守恒定律 动能和动能定理
2.物理意义：动能定理指出了合外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系， 即若合外力做正功，物体的动能增加，若合外力做负功，物体的动能减小，做了多 少功，动能就变化多少. 3.实质：动能定理从能量变化的角度反映了力改变运动的状态时，在空间上的累积 效果.
例 下列关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系，正确的是 A.物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化 B.若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零
动能减少.
例 关于物体的动能，下列说法正确的是
√A.物体的质量、速度不变，其动能一定不变
B.物体的动能不变，其速度一定不变 C.两个物体中，速度大的动能也大 D.某一过程中物体的速度变化越大，其动能的变化一定越大
解析 根据Ek＝12 mv2可知，如果物体的质量、速度不变，则动能不变，故A正确； 如果物体的动能不变，则说明其速度大小一定不变，方向可能变化，故B错误； 动能由质量和速度大小共同决定，速度大的物体动能不一定大，故C错误； 做匀速圆周运动的物体，速度变化可能大，但动能不变，故D错误.
素有质量.
知识深化 1.对动能的理解 (1)动能是标量，没有负值，与物体的速度方向无关. (2)动能是状态量，具有瞬时性，与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应. (3)动能具有相对性，选取不同的参考系，物体的速度不同，动能也不同，一般以地 面为参考系. 2.动能变化量ΔEk ΔEk＝12mv22－12mv12，若 ΔEk>0，则表示物体的动能增加，若 ΔEk<0，则表示物体的
即学即用
判断下列说法的正误.
(1)某物体的速度加倍，它的动能也加倍.( × ) (2)两质量相同的物体，动能相同，速度一定相同.( × ) (3)物体的速度变化，动能一定变化.( × ) (4)合外力做功不等于零，物体的动能一定变化.( √ ) (5)物体的速度发生变化，合外力做功一定不等于零.( × ) (6)物体的动能增加，合外力做正功.( √ )
机械能守恒定律公式高中
机械能守恒定律公式高中
一、机械能守恒定律
1、机械能守恒定律：指在物理系统中，机械能量不会消失，而是在物
体之间转化形式并被保存下来，由此可知机械能量总和是保持不变的，即机械能量守恒定律。
2、机械能守恒定律：机械能定义为物体因受到力而产生的运动状态，
当物体上受力时，物体的机械能会发生转化，例如动能、位能等形式
的能量，而机械能守恒定律就是指机械能量总和在单一物理系统中是
保持稳定的，也就是说，产生的能量和消耗的能量是相等的，不会出
现能量消失和出现的现象。
二、机械能守恒定律的应用
1、电器机械能损耗：电器在传递电能的过程中，会有磁铁吸力和制动
器的阻力，这就会使得电器机械能产生损耗，而根据机械能守恒定律，损耗的机械能转化为其他形式的能量，如噪声、摩擦损耗、热损耗等。
2、滑行损耗：当机械设备在运行过程中，尤其是滑动体的受力情况下，会产生滑行损耗，而根据机械能守恒定律，滑行损耗会转化为热能，
这就是导致机械设备热量损耗的原因之一。
三、机械能守恒定律的实验
1、机械能守恒定律实验：使用小铁球悬挂在木棍上，并在球上加载相
同的重量，先将小铁球每组向两边移动相同的距离，再将铁球放生，
此时木棍由水平位置发生摆动，根据机械能守恒定律，得出了摆动速度不变的定律。
2、弹性碰撞实验：将实体固定静止，将另外一个实体放入某一方向，给予足够的动能，使它发生弹性碰撞，实验得出动能和弹性能之间的关系，即 manifesting 了守恒定律。
因而可以确认两个物体在弹性碰撞中，机械能守恒定律成立。