高中物理模块要点回眸第30点机械能守恒条件的五种具体表现素材教科版2!
高中物理的能量守恒定律知识点
高中物理的能量守恒定律知识点高中物理的学习中会有很多关于守恒的定律，下面店铺的小编将为大家带来能量守恒的定律介绍，希望能够帮助到大家。
高中物理的能量守恒定律介绍能量守恒定律内容能量守恒定律也称能的转化与守恒定律。
其内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体;在转化或转移的过程中，能量的总量不变。
高中物理都研究了哪些形式的能量?研究能量守恒定律，要搞明白咱们主要研究哪些能量呢?从解高中物理题的角度来分析，我们主要分析的是这五种形式的能量：动能、弹性势能、重力势能、内能、电势能。
注：内能包括摩擦生热与焦耳热两种形式，高中不考磁能。
动能、弹性势能、重力势能这三种形式能量之和称之为机械能。
当然，上述五种形式的能量，是力学与电磁学常考到的。
选修内容中的机械振动也是具有能量的，还有光子能量，核能等等，这些都不在本文讨论范围内，不过同学们需要知道，光电效应方程与波尔能级方程也都是能量守恒定律的推导。
能量守恒定律的公式E1=E2即，初始态的总能量，等于末态的总能量。
或者说，能量守恒定律，就是说上文提到的五种形式的能量之和是恒定的。
机械能守恒定律与能量守恒定律关系机械能守恒定律是能的转化与守恒定律的特殊形式。
两者大多都是针对系统进行分析的。
(1)在只有重力、弹力做功时，系统对应的只有动能、弹簧弹性势能、重力势能三种形式能量之间的变化。
(2)在有重力、弹簧弹力、静电场力、摩擦力、安培力等等，众多形式的力做功时，系统对应的有动能、弹簧弹性势能、重力势能、电势能、摩擦热、焦耳热等等众多形式的能量变化，而这些能量也是守恒的。
从上述对比中不难看出，机械能守恒是能量守恒的一种特例。
因此，在熟练掌握能的转化与守恒定律内容的基础上，我们可以使用能量守恒来解决机械能守恒的问题。
或者说，能量守恒掌握的非常棒了，我们就可以把机械能守恒忘掉了。
能量守恒定律的前提条件问：什么情况下能用能量守恒定律解题?回答，我们是建立在解物理题技巧的基础上的。
高一物理-机械能守恒(讲解及练习)
机械能守恒模块一机械能守恒定律知识导航1．机械能的定义力做功的过程，也是能量从一种形式转化为另一种形式的过程。
我们把物体的动能，重力势能和弹性势能统称为机械能，用E 表示，单位是J 重力做功或弹簧弹力做功可以使机械能从一种形式转化为另一种形式。
2．机械能守恒定律在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而系统的机械能保持不变这叫做机械能守恒定律。
由于势能是一个系统内物体所共有的能量，所以机械能守恒定律适用的是一个物体系统而不是单个物体。
对机械能守恒定律同学们可以从两个不同角度理解（1）初态的机械能等于末态的机械能（需要选择零势能参考平面）（2）系统内动能的减小量等于势能的增加量（或者势能的减小量等于动能的增加量）3．机械能守恒的条件除了重力、弹力以外没有其他力除了重力、弹力以外还受其他力，但其他力不做功除了重力、弹力以外还受其他力，且其他力也做功，但做功的代数和为零实战演练【例1】下列关于机械能是否守恒的说法中正确的是（）A．做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒B．做匀加速直线运动的物体的机械能不可能守恒C．运动物体只要不受摩擦阻力的作用，其机械能一定守恒D．物体只发生动能和势能的相互转化，其机械能一定守恒【例2】下列运动中满足机械能守恒的是（）A．手榴弹从手中抛出后的运动（不计空气阻力）B．子弹射穿木块C．细绳一端固定，另一端拴着一个小球，使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动D．吊车将货物匀速吊起E．物体沿光滑圆弧面从下向上滑动F．降落伞在空中匀速下降【例3】如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（）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，在大小等于摩擦力的拉力下沿斜面下滑时，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锥摆运动时，小球的机械能守恒【例4】如图所示，一轻弹簧的一端固定于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，让它自由下摆，不计空气阻力，则在重物由A 点摆向最低点B 的过程中（）A．弹簧与重物的总机械能守恒B．弹簧的弹性势能增加C．重物的机械能定恒D．重物的机械能增加【例5】 如图所示，一固定斜面倾角为 30 ，一质量为 m 的小物块自斜面底端以一定的初速度，沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小 g 。
高中物理精品课件：机械能守恒定律和能量守恒
课时16 机械能守恒定律和能量守恒
物理
内容与要求
内容 机械能守恒定律
要求 d
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ理
考点与典例
考点1 机械能及机械能守恒的理解
1. 机 械 能 : 动 能 和 势 能 ( 重 力 势 能 和 弹 性 势 能 ) 称 为 机 械 能 , 可 表 示 为 E=Ek+Ep。 2.机械能守恒定律: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。
答案:D
物理
对点自测2:如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在弹簧被 压缩到最短的整个过程中,不计空气阻力,下列关于能量的叙述中正确的 是( ) A.重力势能和动能之和总保持不变 B.重力势能和弹性势能之和总保持不变 C.动能和弹性势能之和总保持不变 D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变
在 C 点,由牛顿第二定律和向心力公式得 mg+mg=m v12 , R
解得 Ep=3mgR,v1= 2gR 。 答案:(1)3mgR
物理 (2)试通过计算判断小球能否落在薄板DE上。
解析:(2)小球离开 C 后做平抛运动,由平抛运动的规律有 2R= 1 gt2,
2 x=v1t, 联立解得 x=2 2 R, 因为 x>2R,所以小球不能落在薄板 DE 上。
物理
解析:D 在弹簧被压缩到最短的整个过程中,小球受到了重力和弹簧的 弹力,且只有这两个力在做功,系统满足机械能守恒的条件,故重力势能、 弹性势能和动能之和总保持不变,选项A,B,C错误,D正确。
物理 考点3 机械能守恒定律与平抛运动结合 应用机械能守恒定律解题的一般步骤
单个物体
(1)选取研究对象 多个物体组成的系统
高三物理模块五 机械能 第三节 重力势能 重力的功 机械能守恒定
高三物理模块五机械能第三节重力势能重力的功机械能守恒定高三物理模块五机械能第三节重力势能重力的功机械能守恒定第三节引力势能和机械能守恒定律【考点透视】一、提纲1、重力势能、重力做功与重力势能改变的关系ⅱ2、弹性势能ⅰ3、机械能守恒定律ⅱ二、命题落点1.机械能守恒的判断。
例12、含弹簧的系统机械能守恒定律的分析与计算。
如例2。
3、理解机械能的变化及变化量度。
如例34、机械能守恒与圆周运动结合。
如例4【典例精析】例1：（Spring 2002）在图5-3-1中的四个选项中，木块在固定斜面上移动，其中图a、B和C中的斜面光滑，图D中的斜面粗糙，图a和B中的力F是木块上的外力，方向如下：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械能守恒分析：机械能守恒的条件是只有重力起作用。
除了重力，还有外力F在a和B中做功。
因为斜坡不平，摩擦力做功，机械能不守恒。
在C中，只有重力做功，机械能守恒。
例2：（2021全国）如图5－3－2，质量为m1的物体a经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体b相连，弹簧的劲度系数为k，a、b都处于静止状态。
一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体a，另一端连一轻挂钩。
开始时各段绳都处于伸直状态，a上方的一段绳沿竖直方向。
现在挂钩上升一质量为m3的物体c并从静止状态释放，已知它恰好能使b离开地面但不继续上升。
若将c换成另一个图5-3-1中机的是图5-3-2质量为(m1?m2)的物体d，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次b刚离地时d的速度的大小是多少？已知重力加速度为g。
分析：开始时，a和B是静止的，将弹簧压缩设置为x1，kx1=m1g①挂c并释放后，c向下运动，a向上运动，设b刚要离地时弹簧伸长量为x2，有kx2=m2g②b不再上升，表示此时a和c的速度为零，c已降到其最低点。
由机械能守恒，与初始状弹簧势能的增加很小△e=m3g(x1+x2)－m1g(x1+x2)③用D代替C后，当B刚离开地面时，弹簧势能的增量与前一个相同，这是由能量关系得到的11(m3?m1)v2?m1v2?(m3?m1)g(x1?x2)?m1g(x1?x2)??e④2212由③④式得(2m1?m3)v?m1g(x1?x2)⑤2来自公式① ② ⑤, 五、二2m1(m1?m2)g2⑥（2M1？M3）k示例3：当物体以8m/s的加速度从静止状态开始垂直向下移动时，a.机械能增加B.机械能减少C.机械能保持不变D.条件不足，无法判断解析如果物体以加速度a=g=10m/s的加速度下落，物体只受重力，下落过程中机械能守恒。
机械能守恒定律课件_高一物理课件
如物体沿光滑的曲面下滑,尽管受到支持力,但支持力 不做功
高中物理课件
只
有
重
力 如图中,小球在摆动过程中线的拉力不做功,如不计空气阻力,
和 只有重力做功,小球的机械能守恒 系
统
Hale Waihona Puke 内的 弹 力 做 功
如图中,A、B 间,B 与地面间摩擦不计,A 自 B 上自由下滑过程 中,只有重力和 A、B 间弹力做功,A、B 组成的系统机械能守 恒。但对 B 来说,A 对 B 的弹力做功,但这个力对 B 来说是外 力,B 的机械能不守恒
零势能面
高中物理课件
理解“只有重力或弹力做功”的含义:①对某一个物体系统(物
体和地球、弹簧组成的系统),只有重力或弹簧弹力做功,其他
3. 条
力不做功或做功的代数和为零。②对多物体系统(包括地球、 弹簧),系统内只有重力或弹力做功;其他内力和外力不做功或
件 性
做功的代数和为零。所以,运用机械能守恒定律解答问题的关 键是判断系统的“条件性”,标定系统初状态和末状态的机械 能。
8.机械能守恒定律
高中物理课件
如图所示为游乐场中的高架滑车(也叫“疯狂老鼠”),滑车从最 高点自由滑下,随高度的降低,滑车运动得越来越快,游客感到疯狂和 刺激。 滑车在下滑过程中,动能和势能是怎样转化的?总的机械能遵循怎样 的规律呢?
高中物理课件
1.知道什么是机械能,知道物体的动能和势能可以相互转化。 2.能够正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒,理解 机械能守恒定律的内容,知道它的含义和适用条件。 3.在具体问题中,能判定机械能是否守恒并能列出机械能守恒的方 程式。
高中物理课件
如图中,不计空气阻力,球在摆动过程中,只有重力和弹簧与球间 的弹力做功,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
高中物理中的机械能守恒定律
高中物理中的机械能守恒定律在高中物理的学习中，机械能守恒定律是一个非常重要的知识点，它不仅在解决物理问题时有着广泛的应用，还能帮助我们更好地理解自然界中的能量转化规律。
什么是机械能守恒定律呢？简单来说，就是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。
这个定律反映了能量在不同形式之间的转化关系，但总量始终不变。
为了更深入地理解机械能守恒定律，我们先来分别认识一下机械能的两种主要形式：动能和势能。
动能，它与物体的质量和速度有关。
质量越大、速度越快，物体所具有的动能就越大。
比如一辆快速行驶的重型卡车，它具有很大的动能，一旦发生碰撞，产生的破坏力是巨大的。
动能的表达式是：＄E_k ＝＼frac{1}｛2}mv^2$，其中$m$是物体的质量，＄v$是物体的速度。
势能又分为重力势能和弹性势能。
重力势能与物体的质量、高度以及重力加速度有关。
一个放在高处的重物，具有较大的重力势能。
当它下落时，重力势能会逐渐转化为动能。
重力势能的表达式为：＄E_p ＝ mgh$，其中$m$是物体的质量，＄g$是重力加速度，＄h$是物体相对于参考平面的高度。
弹性势能则与物体的形变程度有关。
比如一个被压缩或拉伸的弹簧，就具有弹性势能。
那么，机械能守恒定律在什么情况下成立呢？首先，要满足只有重力或弹力做功。
这意味着没有摩擦力、空气阻力等其他力做功。
例如，一个自由下落的物体，在下落过程中只有重力做功，它的重力势能逐渐减小，转化为动能，但机械能的总量保持不变。
再比如，一个弹簧振子在水平方向上振动，只有弹簧的弹力做功，振子的动能和弹性势能相互转化，机械能也守恒。
机械能守恒定律为我们解决物理问题提供了很大的便利。
当我们遇到一个涉及动能和势能转化的问题时，如果能够判断机械能守恒，就可以列出相应的守恒方程，从而快速求解。
让我们通过一个具体的例子来看看如何应用机械能守恒定律。
假设有一个质量为$m$的小球，从高度为$h_1$的地方自由下落到一个光滑的弧形轨道上，然后到达高度为$h_2$的地方。
【完整】高中物理经典机械能守恒定律资料PPT
mv
2 2
mgh 2
1 2
mv
2 1
mgh 1
k2
p2
k1
p1
由此可见：
在只有重力做功的物体系内，动能和 重力势能可以相互转化，而机械能的总量 保持不变。
同样可以证明： 在只有弹簧弹力做功的物体系内，动
能与势能可以相互转化，而物体机械能的 总量也保持不变。
1、机械能守恒定律：
内容:
在只有重力或弹力做功的物体系统内，
演受力情况如何？ B ◆重力G、支持力F1、弹力F
G
F
各个力的做功情况如何？ ◆G和F1不做功，F做功
这个小实验说明了什么？
◆小球在往复运动过程中弹性势
能和动能在不断转化。小球在往
复运动过程中总能回到原来的位
置，可见，弹性势能和动能的总
和应该保持不变。即机械能保持
不变。
一、动能与势能的相互转化
各个力的做功情况如何？
1
依照此条件分析，ABD三项均错。 机械能包括动能、重力势能、弹性势能。
或 末状态的机械能为： Ek2+Ep2=1/2mv2
E E E E k2 p2 k1 p1 2、重力势能：地球上的物体具有的跟它的高度有关的能。
3、以10m/s的速度将质量为m的物体竖直上抛出，若空气阻力忽略，g＝10m/s2则：⑴物体上升的最大高度是多少？⑵上升过程在何
是多大？
〖分析〗
拉力和速度方向总垂
直，对小球不做功；
所以这个过程中只有
lθ F
重力对小球能做功，
机械能守恒。
Av
B
O
G
【例】 把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图），
摆长为l ,最大偏角为θ .小球运动到最低位置时的速度
高一物理《机械能守恒定律》(课件)
② EK 2 EK1 E P1EP2 即 : EK EP (意义 : 势能的减少量等于动能的增加量)
例题1. 在下面各个实例中，除1外 都不考虑空气阻力，判断哪些机械能是 守恒的，并说明理由。
1. 伞兵带着张开的降落伞在空气中 匀速下落。
例题1. 在下面各个实例中，除1外 都不考虑空气阻力，判断哪些机械能是 守恒的，并说明理由。
4. 拉着物体沿着光滑的斜面匀速上 升。
解析：机械能不守恒，因为除重力外， 还有拉力对物体做功。
5. 在光滑水平面上运动的小球碰到一个 弹簧，把弹簧压缩后，又被弹回来（考察小 球和弹簧组成的系统）
4. 拉着物体沿着光滑的斜面匀速上 升。
解析：机械能不守恒，因为除重力外， 还有拉力对物体做功。
5. 在光滑水平面上运动的小球碰到一个 弹簧，把弹簧压缩后，又被弹回来（考察小 球和弹簧组成的系统）
2. 抛出的手榴弹做抛物线运动。 解析：机械能守恒，因为除受重力 外，没有其它力对手榴弹做功。 3. 物体沿着光滑的曲面滑下。 解析：机械能守恒，因为除重力做 功外，曲面弹力始终与位移垂直，不做 功。
4. 拉着物体沿着光滑的斜面匀速上 升。
4. 拉着物体沿着光滑的斜面匀速上 升。
解析：机械能不守恒，因为除重力外， 还有拉力对物体做功。
的力不做功或其它的力做功的代数和为零， 物体的机械能也一定守恒; F. 物体所受的合力不等于零，它的机械能可能 守恒.
二、机械能守恒定律解题
应用机械能守恒定律解题 正确选取研究对象和研究过程，明
确初、末状态的动能和势能，是解决问 题的关键。
【例】以20m/s的速度将一物体从地面 竖直上抛，若忽略空气阻力，g取10m/s2， 试求：
(1)物体上升的最大高度； (2)以水平地面为参考平面，物体在上升 过程中重力势能和动能相等的位置。
高中物理新必修课件机械能守恒定律
动量定理可以用来分析碰撞过程中物体动量的变化，进而求解碰撞 后的速度等问题。
机械能守恒在碰撞中的应用
在弹性碰撞中，可以利用机械能守恒定律来求解碰撞后的速度等问 题。
典型例题解析
• 例题1：一个质量为 m 的小球以速度 v0 撞击一个静止的质量为 M 的大球， 碰撞后小球的速度变为 v1，大球的速度变为 v2。求碰撞过程中的动能损失。
实验效率。
2. 在实验中加入不同角度的 斜面，探究角度对机械能守恒
的影响。
3. 引入计算机辅助分析软件 ，对实验数据进行更深入的挖
掘和处理。
典型实验案例分析
案例一
验证滑块在光滑斜面上下滑过程中的机械能 守恒。通过测量滑块在不同位置的速度和高 度变化，计算其动能和势能的变化情况，并 绘制动能-势能图线。分析实验结果，发现 滑块的机械能在运动过程中保持不变。
例题1
例题3
解析多物体系统中机械能守恒问题， 通过受力分析和运动分析，判断系统 内是否只有重力或弹力做功，进而判 断系统机械能是否守恒。
结合实际情况，解析复杂系统中机械 能守恒问题的综合应用，包括多物体 系统和变质量系统的综合应用。
例题2
解析变质量系统中机械能守恒问题， 通过确定研究对象和分析能量转化过 程，列方程求解变质量系统的机械能 守恒问题。
簧弹力对小球所做的功。
解析
小球在运动过程中，只有弹 簧弹力做功，因此机械能守 恒。设小球从O点运动到最大 位移处时，弹簧的弹性势能 为Ep，则有 1/2mv0^2=Ep ，解得 Ep=1/2mv0^2。弹 簧弹力对小球所做的功等于 小球动能的减少量，即 W=-
1/2mv0^2。
02
动量定理与机械能守恒关系
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1
第30点 机械能守恒条件的五种具体表现
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.机械
能守恒的条件是“只有重力或弹力做功”，其具体表现为以下五种情况：
(1)只受重力，单个物体的动能和重力势能相互转化，物体的机械能守恒.
(2)既受重力，还受其他力，但其他力不做功，单个物体的动能和重力势能相互转化，物体的
机械能守恒.
(3)既受重力，还受其他力，其他力也做功，但做的总功为零，单个物体的动能和重力势能相
互转化，物体的机械能守恒.
(4)只有弹簧的弹力做功，物体的动能和弹簧的弹性势能相互转化，物体与弹簧组成的系统机
械能守恒.
(5)只有重力和弹簧的弹力做功，物体的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之间相互转化，物
体和弹簧组成的系统机械能守恒.
对点例题 如图1所示，在光滑固定的曲面上，放有两个质量分别为1 kg和2 kg的可视为
质点的小球A和B，两球之间用一根轻质弹簧相连，用手拿着A如图所示竖直放置，A、B间
距离L＝0.2 m，小球B刚刚与曲面接触且距水平面的高度h＝0.1 m.此时弹簧的弹性势能
E
p
＝1 J，自由释放后两球以及弹簧从静止开始下滑到光滑地面上，以后一直沿光滑地面运动，
不计一切碰撞时机械能的损失，g取10 m/s2.则下列说法中正确的是( )
图1
A.下滑的整个过程中弹簧和A球组成的系统机械能守恒
B.下滑的整个过程中两球及弹簧组成的系统机械能守恒
C.B球刚到地面时，速度是 2 m/s
D.当弹簧处于原长时，以地面为参考平面，两球在光滑水平面上运动时的机械能为6 J
解题指导 系统涉及弹簧和A、B两个小球，机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功.本题
2
中特别需注意的是弹簧对A、B都有作用力.由于弹簧和B之间有作用力，弹簧和A球组成的
系统机械能不守恒，A项错；由于没有摩擦，系统只有弹簧弹力和重力做功，则B项正确；
因为弹簧作用于B，并对B做功，B的机械能不守恒，而 2 m/s是根据机械能守恒求解出
的，所以C项错；根据系统机械能守恒，到地面时的机械能与刚释放时的机械能相等，又弹
簧处于原长，则E＝mAg(L＋h)＋mBgh＋Ep＝6 J，D项对.
答案 BD
如图2所示，小球自高h处以初速度v0竖直下抛，正好落在竖直弹簧上，把弹簧压缩后又被
弹起，弹簧质量不计，空气阻力不计，则( )
图2
A.小球落到弹簧上后立即做减速运动，动能不断减小，但动能与弹性势能总和保持不变
B.在碰到弹簧后的下落过程中，系统的弹性势能与重力势能之和先变小后变大
C.在碰到弹簧后的下落过程中，重力势能与动能之和一直减小
D.小球被弹起后，上升的最高点仍是出发点
3
答案精析
第30点 机械能守恒条件的五种具体表现
精练
BC [由于空气阻力不计，小球、弹簧、地球三者组成的系统机械能守恒，小球运动过程中，
动能、重力势能与弹性势能之和保持不变．
小球碰到弹簧后，开始时弹力小于重力，合力方向向下，小球加速向下运动，动能增加，重
力势能减少，弹簧弹性势能增加，但弹性势能与重力势能之和将随动能的增加而减少．当小
球运动到弹力大小与重力相等时，加速度为零，速度达到最大值．再继续向下运动时，弹力
大于重力，合力方向向上，小球将做减速运动，动能减少，弹性势能继续增加，重力势能继
续减少，但重力势能与弹性势能之和将随动能的减少而增加．当到达最低点时，小球的速度
变为零，即此时动能为零，重力势能与弹性势能之和达到最大值．在小球下落过程中，重力
势能与弹性势能之和经历了先变小后变大的过程．
接触弹簧后，因弹簧不断被压缩，弹性势能不断增大，因而重力势能与动能之和一直减小．从
最低点反弹后，动能、重力势能、弹性势能经历了相反的变化过程．由机械能守恒知小球回
到出发点时还有方向向上、大小为v0的速度，还会继续上升．故应选B、C.]