机械能守恒定律 ppt课件
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机械能守恒定律ppt课件
−
1
2
2
由功能关系：弹 = − = −∆
联立得： − =
移向得： +
1
12
2
1
22
2
−
1
12
2
= 2 +
1
22
2
v1=0 v1=6m/s
压缩的弹簧
v2=0 v2=6m/s
弹簧恢复原来形状
结论：在只有弹簧弹力做功的小球和弹簧系统内，动能和弹性
注意:选用此式解题时,需选取零势能面。
(2) ΔEk增=ΔEp减 （或 ΔEp增=ΔEk减）
(3) ΔEA增=ΔEB减 （或ΔEB增=Δ物体只受重力或系统内弹力作用；
（2）物体除受重力或系统内弹力外,还受其他力,但其他力不做功；
（3）物体还受其他力,其他力做功，但其他力做功的代数和为0.
对小球，在下降过程中：
由动能定理：
− =
−
1
2
2
移向得：
ℎ1 +
1
12
2
= ℎ +
√
结论：
在只有重力做功时，动能和重力势能相互转化，而总的机械能
保持不变。
二、机械能守恒定律
情境二：只有弹簧弹力做功
对小球，在运动过程中：
由动能定理：弹 =
势能相互转化，而系统的总机械能保持不变。
二、机械能守恒定律
情境三：还有其他力做功
对小球，在下降过程中：
由动能定理：
ℎ1 − ℎ2 + 阻 =
1
22
2
1
− 12
2
机械能守恒-PPT课件
摆长为L，最大倾角为θ．小球到达最底端的 速度是多大?
•12
讨论交流： 1、“只有重力做功”与“只受重力作用”有区别吗 2、“机械能守恒”与“机械能总量不变”有区别吗
※表达式：
1 2m12vm1 gh1 2m22vmg 2 h
任意状态下，动能和势能总和相等
或 :m1g m h2g1 2 hm22v1 2m1 2v
势能的减少量等于动能的增加量
•13
❖ 典例探究 ❖ ［例1］如图所示，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。在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是
的动能和重力（弹性）势能发生相互转化，而总 的机械能保持不变。
※条件： 1、只有重力和弹力做功。 2、只发生动能和势能间的相互转化。
•10
论|：判断下列各运动机械能是否守恒
V1 V
不计空气阻力 和摩擦阻力
A
守恒
V
不守恒
在粗糙的水平路面匀速行驶
•11
❖ 随堂练习 ❖ 把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，
•16
❖ 解析：链条下滑时，因桌面光滑，没有摩擦力做功。整根链 条总的机械能守恒，可用机械能守恒定律求解。设整根链条 质量为m，则单位长度质量（质量线密度）为m／L
❖ 设桌面重力势能为零，由机械能守恒定律得
❖
LmgL1m2vmL g
4L 8 2
2
v 15 gL 16
•17
h
动能最大 势能最小
•5
问题： 1、你还能举出生活中动能和势能之 间相互转化的例子吗？ 2、动能和势能之间的转化是通过什 么来实现的呢？ 3、动能和势能之间的相互转化遵循 什么规律呢？
•12
讨论交流： 1、“只有重力做功”与“只受重力作用”有区别吗 2、“机械能守恒”与“机械能总量不变”有区别吗
※表达式：
1 2m12vm1 gh1 2m22vmg 2 h
任意状态下，动能和势能总和相等
或 :m1g m h2g1 2 hm22v1 2m1 2v
势能的减少量等于动能的增加量
•13
❖ 典例探究 ❖ ［例1］如图所示，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。在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是
的动能和重力（弹性）势能发生相互转化，而总 的机械能保持不变。
※条件： 1、只有重力和弹力做功。 2、只发生动能和势能间的相互转化。
•10
论|：判断下列各运动机械能是否守恒
V1 V
不计空气阻力 和摩擦阻力
A
守恒
V
不守恒
在粗糙的水平路面匀速行驶
•11
❖ 随堂练习 ❖ 把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，
•16
❖ 解析：链条下滑时，因桌面光滑，没有摩擦力做功。整根链 条总的机械能守恒，可用机械能守恒定律求解。设整根链条 质量为m，则单位长度质量（质量线密度）为m／L
❖ 设桌面重力势能为零，由机械能守恒定律得
❖
LmgL1m2vmL g
4L 8 2
2
v 15 gL 16
•17
h
动能最大 势能最小
•5
问题： 1、你还能举出生活中动能和势能之 间相互转化的例子吗？ 2、动能和势能之间的转化是通过什 么来实现的呢？ 3、动能和势能之间的相互转化遵循 什么规律呢？
《机械能机械能守恒》课件
从其他角度推导机械能守恒定律
总结词
通过其他角度推导机械能守恒定律，深入理 解机械能守恒的条件和内涵。
详细描述
除了上述两种推导方法外，还可以通过其他 角度推导机械能守恒定律。例如，从能量守 恒的角度出发，当只有重力或弹力做功时， 物体的机械能与其他形式的能量之间相互转 化，但总量保持不变。此外，还可以通过分 析物体的受力情况和运动状态来推导机械能 守恒定律。
宇称守恒
在量子力学中，宇称守恒是指在任何情况下，一个孤立系统的总宇称保持不变。宇称是描 述粒子在空间反射下变换性质的一个物理量。
感谢您的观看
THANKSΒιβλιοθήκη 机械能守恒定律的数学表达式
E_{k1}+E_{p1}=E_{k2}+E_{p2}，其中E_{k}表示动能，E_{p} 表示势能。
机械能守恒定律的适用条件
1 2 3
只有重力或弹力做功
机械能守恒定律仅适用于只有重力或弹力做功的 理想情况，其他力（如摩擦力、电磁力等）不做 功或做功相互抵消。
物体运动轨迹为直线或平面曲线
热力学第一定律与能量守恒
01 02
热力学第一定律
热力学第一定律即能量守恒定律在热学领域的应用，表明在一个封闭的 热力学系统中，能量不能凭空产生也不能消失，只能从一种形式转化为 另一种形式。
内能
热力学第一定律涉及到内能的增加和减少，当系统与外界交换热量时， 内能会发生相应的变化。
03
热量与功的关系
在热力学中，系统对外界做功或外界对系统做功可以导致能量的转移，
03
机械能守恒定律的应用
机械能守恒在日常生活中的应用
骑自行车
当自行车下坡时，重力势能转化 为动能，使得自行车加速；上坡 时，动能转化为重力势能，需要 克服重力做功。
《机械能守恒定律》PPT课件(完美版)
《机械能守恒定律》PPT课件
hA
Bh
实验表明斜面上的小球在运动过程中好像“记得 ”自己
起始的高度（或与高度相关的某个量）。
后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并 且把这个量叫做能量或能。
《机械能守恒定律》PPT课件
《机械能守恒定律》PPT课件
hA α
β
B h’
1、小球从一个斜面的某一高度由静止滑下，并运动到另一个 斜面的同一高度，经历了哪几个运动过程？ 2、这些过程各有什么特点？
当小球由最高点沿斜面 A 运动到达最低点时，
能量怎样变化？
v0 = 0
势能去了
hA
参考面
哪里？
B
小球到达最 低点
势能消 失
高度为0
全
部
动 能
速度最大
机械能
（参考面）
《机械能守恒定律》PPT课件
《机械能守恒定律》PPT课件
【探究一:动能与势能相互转化】
《机械能守恒定律》PPT课件
《机械能守恒定律》PPT课件
C-D由动能定理
WF =Ep1- Ep2 =mv22/2- mv12/2
ΔEP减= ΔEK增
Ep1 +mv12/2 =Ep2 +mv22/2
即E1=E2
2、小球的机械能保持不变吗？ 小球和弹簧这个系统机械能守恒
《机械能守恒定律》PPT课件
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，物体的动 能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
小球高度降低的同时，速度在增加；高度升高的同 时，速度在减小。
《机械能守恒定律》PPT课件
《机械能守恒定律》PPT课件
《机械能守恒定律》PPT课件
内容：在 以只 相有 互重 转力化或，弹而力总做的功机的械物能体保系 持统 不内 变， 。物体的动能和势能可
Ek1 +Ep1 =Ek2 +Ep2
表达式：
E1 =E 2
1 2
mv22
mgh2
1 2
mv12
mgh1
适用条件： 只有重力做功或弹力做功
谢谢聆听
质量为2Kg的小球在距离地面10m高处瞬时速度是10m/s，求出此刻小球的 机械能?(g=10m/s2) （以地面为参考面或者以抛出点为参考面）
E=Ek+Ep =300J
机械能之间的互相转化
请同学们以互相转化 重力势能和弹性势能之间可以互相转化 动能和弹性势能之间可以互相转化
（1）小球沿斜面从高处由静止滚下时，高度不断减小，速度不断增大。 （2）小球从斜面底沿另一斜面向上滚时，位置不断升高，速度不断减小。 小球每次好像都“记得”自己的起始高度，到斜面的另一边，总要达到原 来的高度。 小球凭借其位置而具有的重力势能与其运动而具有的动能在运动过程中是 相互转化的，而其总量是保持不变的。
判断机械能是否守恒的方法 (1)用做功（守恒的条件判定）来判断：分析物体或物体受力情况(包括 内力和外力)，明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重力或弹力 做功，没有其他力做功或其它力做功的代数和为零，则机械能守恒。 (2)用能量转化来判定：若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机 械能与其它形式的能的转化，则物体系统机械能守恒。 (3)对一些绳子突然绷紧，物体间非弹性碰撞等问题，除非题目特别说 明，机械能必定不守恒，完全非弹性碰撞过程机械能也不守恒。
小球在最高点只有重力势能，没有动能，计算小球在最高点和最低 点重力势能的差值，根据机械能守恒定律就能得出它在最低点的动 能，从而算出它在最低点的速度。
《机械能守恒定律》优质课ppt课件
FN A’
G
探究过程展示：
O
A
A’点到O点过程：只有弹力做功 由动能定理得：
由弹力做功和弹性势能变化的关系有：
F
得到：
整理得：
即：
结论2：
在只有弹力做功的物体系统中， 动能和弹性势能可以相互转化， 而总的机械能保持不变.
结论1：
在只有重力做功的物体系统中， 动能和重力势能可以相互转化， 而总的机械能保持不变.
在下列说法正确的是 ( 不计空气阻力
)(
ACD)(多选）
A、小球自由落体过程中，小球机械能守恒 B、小球压缩弹簧过程中，小球机械能守恒 C、小球压缩弹簧过程中，小球和弹簧组成 系统机械能守恒 D、整个过程中，小球和弹簧组成系统机械 能守恒
三、机械能守恒定律
1 . 机械能守恒定律的内容：
在只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 总的机械能保持不变.
解惑释疑
演示实验：碰鼻子实验
为什么小球好象 记着自已的位置 不会碰到鼻尖？
小球摆动过程机 械能守恒，摆回 原来位置时，正 好静止，好象记 着自已的位置不 会碰到鼻尖.
五、应用机械能守恒定律解题步骤
即时训练4：
4、从离地面高20米处以10m/s的初速度水平抛出一 个质量为1Kg的铁球，铁球下落过程中在离地5m 高处时的速度是多大？（不考虑空气阻力）
得到：
整理得：
即：
结论1：
在只有重力做功的物体系统中， 动能和重力势能可以相互转化， 而总的机械能保持不变.
三、机械能守恒定律
探究2、探究动能和弹性势能转化规律
如图所示，轻弹簧放在光滑水平面上，O为原长位置，将弹簧向左压缩到A’点 后释放物体，物体在关于O点对称的A’和A之间往复运动，根据以上情景探究动 能和弹性势能转化规律
机械能守恒定律-ppt课件
图7－8－8
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金榜冲关必备
达标对点演练
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金榜冲关必备
达标对点演练
答案 BC
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【状元微博】 (1)判断质点运动的过程中机械能是否守恒．若守恒，列 守恒方程式． (2)结合圆周运动的运动规律联立求解.
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2. 能量转化判断法 若系统内物体间只有动能和重力势能及弹性势能的相互转 化，系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转 变成其他形式的能，则系统的机械能守恒．
3. 定义判断法 如物体沿水平方向匀速运动时，动能和势能之和不变，机 械能守恒；物体沿竖直方向或沿斜面匀速运动时，动能不 变，势能变化，机械能不守恒．
确的是
( )．
图7－8－10
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A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，物体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机械能守恒 D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆周运动时，小球的机械
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答案 4.5 m/s
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达标对点演练
应用机械能守恒定律解题的思路
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达标对点演练
答案 (1)5 m (2)2.5 m
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机械能守恒定律ppt
展望
发展前景及展望
与能量转化定律的关系
机械能守恒定律是能量转化定律的一个特例，即机械能的损失和转换必须遵循能量转化定律。
与热力学定律的关系
热力学第一定律（能量守恒定律）和热力学第二定律（熵增原理）是研究热现象的两条基本规律，机械能守恒定律与这两条定律有着密切的联系和区别。
与其他物理规律的相互关系
拓展领域
机械能守恒定律的应用领域
04
物体碰撞
在两个物体碰撞的过程中，如果忽略摩擦和空气阻力等外部因素的影响，两个物体的机械能总量保持不变。
弹性力学
在弹性力学中，如果物体没有外部作用力，其内部能量和动能之间会相互转化，机械能总量保持不变。
力学领域
热力学第一定律即能量守恒定律，在封闭系统中，能量不能被创造或消除，只能从一种形式转化为另一种形式，总能量保持不变。
热力学第一定律
热力学第二定律指出，在热力学过程中，能量的转化是有方向性的，机械能可以自发地转化为内能，但内能不能自发地转化为机械能。
热力学第二定律
热学领域
静电场
在静电场中，如果一个带电体处于静止状态，其电势能和动能之间会相互转化，机械能总量保持不变。
电磁场
在电磁场中，如果一个带电体在匀强磁场中运动，其电势能、动能和重力势能之间会相互转化，机械能总量保持不变。
机械能守恒定律的物理内涵
1
机械能守恒定律在物理学中的地位
2
3
机械能守恒定律是物理学中最基本的定律之一，它为研究物体运动规律提供了重要的理论基础。
基础地位
机械能守恒定律在工程、航空、航海等领域都有广泛的应用，为各种机械系统的设计和优化提供了指导。
应用广泛
机械能守恒定律还可以拓展到其他领域，如电磁学、热力学等，为研究这些领域的规律提供了启示和方法。
发展前景及展望
与能量转化定律的关系
机械能守恒定律是能量转化定律的一个特例，即机械能的损失和转换必须遵循能量转化定律。
与热力学定律的关系
热力学第一定律（能量守恒定律）和热力学第二定律（熵增原理）是研究热现象的两条基本规律，机械能守恒定律与这两条定律有着密切的联系和区别。
与其他物理规律的相互关系
拓展领域
机械能守恒定律的应用领域
04
物体碰撞
在两个物体碰撞的过程中，如果忽略摩擦和空气阻力等外部因素的影响，两个物体的机械能总量保持不变。
弹性力学
在弹性力学中，如果物体没有外部作用力，其内部能量和动能之间会相互转化，机械能总量保持不变。
力学领域
热力学第一定律即能量守恒定律，在封闭系统中，能量不能被创造或消除，只能从一种形式转化为另一种形式，总能量保持不变。
热力学第一定律
热力学第二定律指出，在热力学过程中，能量的转化是有方向性的，机械能可以自发地转化为内能，但内能不能自发地转化为机械能。
热力学第二定律
热学领域
静电场
在静电场中，如果一个带电体处于静止状态，其电势能和动能之间会相互转化，机械能总量保持不变。
电磁场
在电磁场中，如果一个带电体在匀强磁场中运动，其电势能、动能和重力势能之间会相互转化，机械能总量保持不变。
机械能守恒定律的物理内涵
1
机械能守恒定律在物理学中的地位
2
3
机械能守恒定律是物理学中最基本的定律之一，它为研究物体运动规律提供了重要的理论基础。
基础地位
机械能守恒定律在工程、航空、航海等领域都有广泛的应用，为各种机械系统的设计和优化提供了指导。
应用广泛
机械能守恒定律还可以拓展到其他领域，如电磁学、热力学等，为研究这些领域的规律提供了启示和方法。
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在同一水平面肯弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由下
摆，不计空气阻力，在重物由A摆到最低点的过程中，AD
A、重物的重力势能减少。 B、重物的重力势能增加。
o
A
C、重物的机械能不变。
D、重物的机械能减少。
球和弹簧组成的系统机械能守恒
PPT课件
14
内容
机
械 表达式
能
守
恒 定
适用条件
律
说明
在只有重力、弹力做功的情形 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
能确定机械能（一般选地面）
PPT课件
4
三、动能与势能相互转化关系的研究
A B
(一) 动能与重力势能的相互转 化
1、演示实验
小球摆动实验
2、实验分析
小球由A→B：重力做正功， 重力势 能转化为动能。
C
小球由B→C：重力做负功，
动能转化为重力势能。
选取零势能面
小钢球
结论：在重力做功的情况下，动能与重
力势能可以发生相互转化
PPT课件
9
三 动 能
弹簧的弹性势能 与小球的动能相
和
互转换
弹 性 势 能
WT＝
1 2
mv22
1 2
mv12
WT EP＝EP1 EP2
间 的
1 2
mv12
EP1
1 2
mv22
EP2
转
换 在只有弹簧弹力做功的物体系统内，动能
和弹性势能可以相互转化，但机械能的总
量保持不变
PPT课件
力，则当它经过离地高度为h的A点时，所具
有的机械能是( )
W总＝
1 2
mv22
1 2
mv12
•重力做功与重力势能变化的关系
重力做的功等于物体重力势能的减少量： WG = EP1 - EP2
PPT课件
3
机械能
概念：动能、重力势能和弹性势能 的统称。 总机械能为动能和势能之和。
表达式：E = Ek + Ep
机械能是标量，具有相对性： 先选取参考平面和参考系才
PPT课件
5
三、动能与势能相互转化关系的研究
（二）动能与重力势能相互转 化关系的研究
f
v
G 小钢球
思考：小球由 左摆到右时， 能否达到相同 的高度？
PPT课件
6
二 动O
根据动能定理，有
WG
1 2
mv2
2
1 2
mv12
能 和 重
A h1
v1
重 的力 减做少功量在。数值上等于物体重FN力势能
WG mg（h1 h2） mgh1 mgAh2
O
力
势 能 间 的 转
B h1
v2 由以上两式可以得到B
1 2
mv22
mgh2
1 2
mv12
mgh1
G
E1＝Ek1+EP1
E2＝Ek2+EP2
换
Ek2+EP2＝Ek1+EP1
假如物体还受 其它力作用,式
E2＝E1
PPT课件
子是否依然成
立?
7
思 根据动能定理，有 考
WG
W阻
1 2
m v2 2
10
四 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
机 化，而总的机械能保持不变。 械 2、守恒条件:只有重力做功或弹簧弹力做功 能 (物体可还受其他力，但其他外力或内力不做功或做功为零）
守 3、表达式：
恒
定
①E1= E2 EK1＋EP1=EK2＋EP2
（多用于两个及以上物体系统）
Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 或-△EP=△Ek
只有重力或弹力做功，或其它 力做功代数和为零
机械能的转化和守恒是指系 统而言。通常所说某物体的机械 能Байду номын сангаас恒是一种简化的不严格的说 法
PPT课件
15
D 3.如图，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共
同摆到最大高度的过程中，下列说法正确的是 A、子弹的机械能守恒。 B、木块的机械能守恒。 C、子弹和木块的总机械能守恒。 D、以上说法都不对
1 2
m v12
WG mgh1 mgh2
B
由以上两式可以得到
FN
O
F阻
A
G
W阻＝（12 mv22 mgh2）－（12 mv12 mgh1）
1 2
m v2 2
m gh2
1 2
m v12
m gh1
Ek2+EP2≠Ek1+EP1
PPT课件
即E1≠E2
8
结
论 在只有重力做功的物 体系统内，物体的动 能和重力势能可以相 互转化，但机械能的 总量保持不变
7.8 机械能守恒定律
PPT课件
1
一、知识回顾
• 动能
物体由于运动而具有的能量：Ek
1 mv2 2
• 重力势能
物体在一定高度所具有的能量：Ep=mgh
• 弹性势能
发生弹性形变的各物体各部之间由于有弹 力的相互作用而具有的能量
PPT课件
2
一、知识回顾
• 动能定理
合力所做的总功等于物体动能的变化：
应
用
(1)确定研究的系统
机
械 能
(2)对研究对象进行正确的受力分析和运 动过程分析
守 恒
(3)判定各个力是否做功，并分析是否符 合机械能守恒的条件
定
(4)若满足，则选取零势能参考平面，并
律
确定研究对象在始、末状态时的机械能。
的
解
(5)根据机械能守恒定律列出方程，或再
题
辅之以其他方程，进行求解。
步
PPT课件
律 ②ΔEk增(减）=ΔEp减（增）
③ΔEA减=ΔEB增
PPT课件
是否表 示只受 重力或 弹簧弹
力？
11
说 一 说
跳伞员利用降落伞 在空中匀速下落。
下列 实例 中哪 些情 况机 械能 是守 恒的
抛出的篮球在空中 运动（不计阻力）。
v
光滑水平面上 运动的小球，
把弹簧压缩后
又被P弹PT课回件 来。
用绳拉着一个物 体沿着光滑的斜 面匀速上升。12
13
课堂练习
1.下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是 BD
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。 D、只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒。
物体的机械能是否守恒与物体的运动无关
2.一个轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O
17
5．如图所示，桌面离地高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 桌面为零势面，则小球触地前的瞬间动能为 () A．mgh B．mgH C．mg(H＋h) D．mg(H-h)
mgH＝mgh＋Ek2
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6．如图所示，质量为m的物体，以水平速度v0 离开桌面，若以桌面为零势能面，不计空气阻
1、子弹射中木块的过程机械能不守恒
2、整体从最低位置摆到最高位置的过程机械能守恒
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4．如图所示，桌面离地高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 桌面为零势面，则小球触地前的瞬间机械能为 ()
A．mgh B．mgH C．mg(H＋h) D．mg(H-h)
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