人教版(2019)高中物理必修二第八章 习题课 机械能守恒定律的综合应用 能量守恒定律课件(共51张PPT)
高中物理必修二第八章机械能守恒定律总结(重点)超详细(带答案)
高中物理必修二第八章机械能守恒定律总结(重点)超详细单选题1、如图甲所示，质量0.5kg的小物块从右侧滑上匀速转动的足够长的水平传送带，其位移与时间的变化关系如图乙所示。
图线的0～3s段为抛物线，3～4.5s段为直线，（t1=3s时x1=3m）（t2=4.5s时x2=0）下列说法正确的是（）A．传送带沿逆时针方向转动B．传送带速度大小为 1m/sC．物块刚滑上传送带时的速度大小为 2m/sD．0~4.5s内摩擦力对物块所做的功为-3J答案：DAB．根据位移时间图象的斜率表示速度，可知：前2s物体向左匀减速运动，第3s内向右匀加速运动。
3-4.5s 内x-t图象为一次函数，说明小物块已与传送带保持相对静止，即与传送带一起向右匀速运动，因此传送带沿顺时针方向转动，且速度为v=ΔxΔt=34.5−3m/s=2m/s故AB错误；C．由图象可知，在第3s内小物块向右做初速度为零的匀加速运动，则x=12at2其中x=1mt=1s解得a=2m/s2根据牛顿第二定律μmg=ma解得μ=0.2在0-2s内，对物块有v t2−v02=−2ax 解得物块的初速度为v0=4m/s故C错误；D．对物块在0~4.5s内，根据动能定理W f=12mv2−12mv02解得摩擦力对物块所做的功为W f=−3J故D正确。
故选D。
2、如图所示，工厂利用足够长的皮带传输机把货物从地面运送到高出水平地面的C平台上，C平台离地面的高度一定。
运输机的皮带以一定的速度v顺时针转动且不打滑。
将货物轻轻地放在A处，货物随皮带到达平台。
货物在皮带上相对滑动时，会留下一定长度的痕迹。
已知所有货物与皮带间的动摩擦因数为μ。
满足tanθ＜μ，可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（）A．传送带对货物做的功等于物体动能的增加量B．传送带对货物做的功等于货物对传送带做的功C．因传送物体，电动机需多做的功等于货物机械能的增加量D．货物质量m越大，皮带上摩擦产生的热越多答案：DA．物体放在皮带上先做匀加速运动，当速度达到皮带的速度时做匀速运动，传送带对货物做的功等于物体动能的增加量与重力势能的增加量的和。
8.4《机械能守恒定律》课件-2023学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
说明 必须先选零势能
面
不必选零势能面
2.应用机械能守恒定律解题的一般步骤(1)根据题意选取研究对象；(2)
明确研究对象的运动过程，分析研究对象在此过程中的受力情况，弄 清各力做功的情况，判断机械能是否守恒．(3)恰当地选取参考平面， 确定研究对象在此过程中的初状态和末状态的机械能．(4)根据机械能 守恒定律的不同表达式列方程并求解．
解 以小球为研究对象。设最低点的重力势能为 0，以小球在最高点的状态作为
初状态，以小球在最低点的状态作为末状态。
在最高点的动能 Ek1 ＝ 0，重力势能是Ep1 ＝ mg（l － l cos θ） 在最低点的重力势能 Ep2 ＝ 0，而动能可以表示为Ek2 ＝ mv2/ 2 运动过程中只有重力做功，所以机械能守恒，即
2.弹性势能与动能相互转化
v=6m/s v=0
由小球接触弹簧到速度为零的这一过程中，弹力做负功，弹簧的弹 性势能增加，而物体速度减小，动能减少。小球原来的动能转化成 了弹性势能。
2.弹性势能与动能相互转化
v=0
v=6m/s
压缩的弹簧
弹簧恢复原来形状
被压缩的弹簧具有弹性势能，当弹簧恢复原来形状时，就把跟它接
第八章 机械能守恒定律 8.4 机械能守恒定律
北京冬奥会跳台滑雪比赛中，运动员从高高 的斜坡滑下，又滑上另一个斜坡，顺势冲入空中， 完成一系列动作，惊艳了全场。
运动员为什么可以冲入空中？第一个斜坡的 作用是什么？
其实似曾相识的情形，早在伽利略完成斜面 实验的时候，人们就注意到了……
一、追寻守恒量
1．判断下列说法的正误．(1)通过重力做功，动能和重力势能可以相互转 化．( )(2)机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用．( )(3)合 力做功为零，物体的机械能一定保持不变．( )(4)只有重力做功时，物 体的机械能一定守恒．( )2．如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从 离桌面高为H处自由落下，不计空气阻力，重力加速度为g，以桌面所在水 平面为参考平面，则小球落到地面前瞬间的机械能为________．
人教版高一物理必修第二册机械能守恒定律(共18张PPT)
（3）若从B高台开始下滑，为能到达A高台，此人下滑的最小速度为多少？
课堂练习
1.(多选)下列过程中，在不计空气阻力的情况下机械能守恒 的是( ) A.物体做自由落体运动 B.用轻绳系一小球，给小球一初速度，使小球以另一端为 圆心，在竖直面内做圆周运动，小球在做圆周运动的过程 中 C.自由下落的炸弹在空中爆炸 D.物体以一定的初速度冲上光滑的斜面
第八章 第四节 机械能守恒定律
前面我们学习了重力势能、弹性势能和动能，它们分 别有怎样的特点？与做功分别有怎样的关系？
[情境展示] 图片中展示的各种运动过程，是什么力做功？有哪些
能量参与了转化？
小孩荡秋千
瀑布
蹦极
蹦床
一、动能与势能的相互转化
1.机械能概念：物体的动能和势能之和称为物体的机械能。 机械能包括动能、重力势能和弹性势能。通过做功，机 械能可以从一种形式转化为另一种形式。 2.计算公式：E=Ek+Ep 3.机械能是标量 4.具有相对性(需要设定零势能面)
二、追寻守恒量
钢球用细线悬起，请一个同学靠近将钢球拉至同学鼻子处释放， 摆回时，观察钢球所能达到的高度。将小钢球换成塑料球再做， 观察现象。
钢球所能达到的高度与初始高度基本相同， 说明什么问题？
二、追寻守恒量 DIS实验
三、机械能守恒定律
请以物体沿光滑曲面滑下为例，推导动能与势能 的相互转化是否存在某种定量的关系。
[例题2]质量为25kg的小孩坐在秋千上，小孩离栓绳子的横梁2.5m，如果秋千摆
与其当一辈子乌鸦，莫如当一次鹰。
到最高点时，绳子与竖直方向的夹角是60°，当秋千板摆到最低点时（不计空气 由静止释放到最低点，弹簧的长度也等于L(在弹性限度内)，这时A、B两球在最低点的速度分别为vA和vB，则( )
人教版高中物理必修二 8.4 机械能守恒定律 练习(含答案)
机械能守恒定律练习一、单选题1.下列所述的物体在运动过程中满足机械能守恒的是( )A. 跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降B. 忽略空气阻力，物体竖直上抛C. 火箭升空过程D. 拉着物体沿光滑斜面匀速上升【答案】B【解析】解：A、跳伞运动员在空中匀速下降，动能不变，重力势能减小，因机械能等于动能和势能之和，则机械能减小。
故A错误。
B、忽略空气阻力，物体竖直上抛，只有重力做功，机械能守恒，故B正确。
C、火箭升空，动力做功，机械能增加。
故C错误。
D、物体沿光滑斜面匀速上升，动能不变，重力势能在增加，所以机械能在增大。
故D错误。
故选：B。
物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹簧弹力做功，或看物体的动能和势能之和是否保持不变，即采用总量的方法进行判断。
解决本题的关键掌握判断机械能是否守恒的方法，1、看是否只有重力做功。
2、看动能和势能之和是否不变。
2.安徽芜湖方特水上乐园是华东地区最大的水上主题公园。
如图为彩虹滑道，游客先要从一个极陡的斜坡落下，接着经过一个拱形水道，最后达到末端。
下列说法正确的是( )A. 斜坡的高度和拱形水道的高度差要设计合理，否则游客经过拱形水道的最高点时可能飞起来B. 游客从斜坡的最高点运动到拱形水道最高点的过程中，重力一直做正功C. 游客从斜坡下滑到最低点时，游客对滑道的压力最小D. 游客从最高点直至滑到最终停下来过程中，游客的机械能消失了【答案】A【解析】解：A、斜坡的高度和拱形水道的高度差要设计合理，不能让游客经过拱形水A正确；B、游客从斜坡的最高点运动到拱形水道最高点的过程中，游客的位置是先降低后升高，所以重力先做正功后做负功，故B错误；C、游客从斜坡上下滑到最低点时，加速度向上，处于超重状态，游客对滑道的压力最大，故C错误；D、游客从最高点直至滑到最终停下来过程中，游客的机械能没有消失，而是转化为其他形式的能(内能)，故D错误。
故选：A。
高点运动到拱形水道最高点的过程中，游客是先降低后升高的；游客在最低点时，其加速度向上，游客处于超重状态；整个过程是符合能量守恒的，机械能不是消失，而是转化为其它形式的能。
最新人教版高中物理必修第二册第八章机械能守恒定律4.机械能守恒定律
mgh=mv2,运动员滑至最低点时,由牛顿运动定律和向心力公式
得 FN-mg=m ,解得 FN=mg + =2 040 N。
归纳提升
机械能守恒定律与动能定理的比较
比较项目
机械能守恒定律
动能定理
应用范围
只有重力和弹力做功
无条件限制
系统的动能、重力势能和
物理意义
弹性势能间相互转化,但
3.守恒条件:物体系统内只有重力或弹力做功。
【思考讨论】
1.判断下列说法的正误。
(1)通过重力做功,动能和重力势能可以相互转化。(
(2)物体的机械能一定是正值。(
)
(3)合力做功为零,物体的机械能一定守恒。(
)
答案:(1)√ (2)× (3)×
)
2.骑自行车下坡时人没有蹬车,人和自行车速度越来越大,这
系统初状态 表示系统(或物体)
物理
意义
若系统由 A、B 两部
机械能的总 机械能守恒时,系统 分组成,则 A 部分物
和与末状态 减少(或增加)的重
体机械能的增加量
机械能的总 力势能等于系统增 与 B 部分物体机械
和相等
加(或减少)的动能
能的减少量相等
项目
守恒角度
应用时应选好
重力势能的零
注意
势能面,且初、
置,遵循机械能守恒定律。若存在阻力,机械
能有损失,铁锁速度为零时的高度低于开始
下落时的高度,铁锁一定不会打到鼻子。
知识点一 机械能守恒的判断
问题引领
如图所示,小球抛出后在空中运动(不计空气阻力)的过程机
械能守恒吗?降落伞在空中匀速下落时机械能守恒吗?
提示:小球抛出后,只受重力作用,机械能守恒;降落伞下落时,
2019人教版必修二第八章机械能守恒定律复习48张
核心素养与提升
3．总功的计算有两种方法： （1）先求几个力的合力F的大小和方向，再求合力F所做的功，即为总功．
P= W/t
P=Fvcosθ 额定功率 实际功率
EK=mv2/2
弹性势能 重力势能
EP=mgh
核心素养与提升
一、功
1．功的计算式： W＝FLcosα
此公式为恒力做功的计算式，即式中的F必须为恒力，L是相对于地的位 移，α指的是力与位移间的夹角． 2、功的正负：功是标量．功的正负既不表示大小，也不表示方向，仅表示力 在物体运动过程中，是起动力还是起阻力的作用．
W＝FLcosα （2）先求作用在物体上的各个力所做的功，再求其代数和．
W1＝F1Lcosα1 W2＝F2Lcosα2
…
W＝ W1+ W2+ … （一般情况下采用第二种方法计算总功） 4.几个做功问题说明：
（1）重力做功：与路径无关，取决于始末位置的高度差 W = mgh （2）摩擦力可以做正功，也可以做负功，关键看摩擦力与位移方向的夹角。 （3）阻力做功：空气阻力及来自于地面的阻力做功，用力的大小乘以路程
A. 0 B. 20πJ C. 10J D. 20J
【分析】
在恒力的作用下，求力做的功为，结合恒力做功的公式求 出变力做功。 本题主要考查了变力做功，但由于力和速度方向始终相同，故拉力的 功等于力与路程的乘积。 【解答】 转一周通过的弧长为：；因为F的方向始终与速度方向相同，即与位 移方向始终相同，则转动一周，力F做的功为力与转过的弧长的乘积； 故F做功为：，故ACD错误，B正确； 故选B。
人教版(2019)高中物理必修第二册第八章机械能守恒定律单元检测试题及答案解析
第八章机械能守恒定律一、单选题:本题共8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1．关于功的概念，下列说法不正确的是（）A．功是标量，但有正负，功的正负表示是动力做功还是阻力做功B．滑动摩擦力可以做负功，也可以做正功，也可以不做功C．一对相互作用力做功的代数和不一定为零D．合外力做功为零，则物体一定做匀速直线运动2．关于功和功率的计算，下列说法中正确的是（）A．用W=Fxcosθ可以计算变力做功B．用W合=Ek2﹣Ek1可以计算变力做功C．用W=Pt只能计算恒力做功D．用P=Wt可以计算瞬时功率3．撑杆跳比赛中，用于撑起的杆要求具有很好的弹性．其助跑时杆未发生形变，撑杆起跳后杆弯曲程度逐渐变大，到运动员水平越过横杆时，杆竖直且恢复原状．关于撑杆起跳到运动员越过横杆过程，下列说法正确的是（）A．杆对人的弹力始终竖直向上B．杆一直对运动员做负功C．运动员越过横杆正上方时速度为零D．杆的弹性势能先增大后减小4．如图，人骑自行车在水平路面沿直线行进。
当人停止蹬车后，自行车受阻力作用做减速运动，直至速度减为零。
此过程中克服阻力做功为W，人停止蹬车时自行车的速度为v，符合实际情况的W v 图像为图中的（）A．B．C．D．5．如图，一质量为M的光滑大环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环(可视为质点)，从大环的最高处由静止滑下．重力加速度大小为g.当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为( )A．5mg B．Mg＋4mgC．Mg＋5mg D．Mg＋10mg6．轻杆AB长2L，A端连在固定轴上，B端固定一个质量为2m的小球，中点C 固定一个质量为m的小球。
AB杆可以绕A端在竖直平面内自由转动。
现将杆置于水平位置，如图所示，然后由静止释放，不计各处摩擦力与空气阻力，重力加速度大小为g，则下列说法不正确的是（）A．AB杆转到竖直位置时，角速度为109gLB．AB杆转到竖直位置的过程中，B端小球的机械能的增量为49 mgLC．AB杆转动过程中杆CB对B球做正功，对C球做负功D．AB杆转动过程中，C球机械能守恒7．一小球从高空由静止开始自由下落，从下落时刻开始计时，不计空气阻力。
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.( √ )
人教版高中物理必修第2册 第八章 机械能守恒定律 5 实验 验证机械能守恒定律
vB2
-
1 2
v
2 A
,如果在实验误差允许的范围内ghAB=
1 2
vB2
-
1 2
v
2 A
,则机械能守恒定律得到验证。
方法三:图像法。
计算各计数点的 1 v2,以 1 v2为纵轴,以各计数点到第一个点的距离h为横轴,根据实验
22
数据绘出 1 v2-h图线。若在误差许可的范围内图像是一条过原点且斜率为g的直线,
2
则验证了机械能守恒定律。
vD=
(58
74) 10-3 2 0.04
m/s=1.65 m/s
故ΔEk=
1 2
mvD2
-
1 2
mvC2
=1
2
m(vD2
-vC2
)=1
2
m×(1.652-1.252)=0.58m(J)
而-ΔEp=mg·CD=m×10×58×10-3=0.58m(J)
可见ΔEk=-ΔEp,这就验证了圆柱棒自由下落时机械能是守恒的。
第八章 机械能守恒定律
5 实验:验证机械能守恒定律
1.知道验证机械能守恒定律实验的思路。 2.掌握利用自由落体运动验证机械能守恒定律的原理和方法。 3.掌握利用气垫导轨和数字计时器验证机械能守恒定律的原理和方法。
1 |实验原理
让物体自由下落,忽略阻力的情况下,物体的机械能守恒。有两种方案验证物
体的机械能守恒:
计算各点对应的瞬时速度
记下第1个点的位置O,在纸带上从离O点适当距离开始选取几个计数点1、2、3、
…测量出各计数点到O点的距离h1、h2、h3、…,再根据公式vn=
hn1-hn-1 2T
计算出1、
2、3、4、…、n点的瞬时速度v1、v2、v3、v4、…、vn。
高中物理必修二第八章机械能守恒定律知识点总结(超全)(带答案)
高中物理必修二第八章机械能守恒定律知识点总结(超全)单选题1、如图所示，质量分别为m 和2m 的小物块Р和Q ，用轻质弹簧连接后放在水平地面上，Р通过一根水平轻绳连接到墙上。
P 的下表面光滑，Q 与地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
用水平拉力将Q 向右缓慢拉开一段距离，撤去拉力后，Q 恰好能保持静止。
弹簧形变始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k ，重力加速度大小为g 。
若剪断轻绳，Р在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为（ ）A ．μmgkB ．2μmg kC ．4μmg kD ．6μmg k答案：CQ 恰好能保持静止时，设弹簧的伸长量为x ，满足kx =2μmg剪断轻绳后，Q 始终保持静止，物块P 与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的最大压缩量也为x ，因此Р相对于其初始位置的最大位移大小为s =2x =4μmgk故选C 。
2、如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v 1运行，初速度大小为v 2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A 处滑上传送带。
若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v-t 图象（以地面为参考系）如图乙所示。
已知v 2>v 1，物块和传送带间的动摩擦因数为μ，物块的质量为m 。
则（ ）A ．t 2时刻，小物块离A 处的距离最大B ．0∼t 2时间内，小物块的加速度方向先向右后向左C ．0∼t 2时间内，因摩擦产生的热量为μmg [v12(t 2+t 1)+v 2t 12]D ．0∼t 2时间内，物块在传送带上留下的划痕为v 2+v 12(t 1+t 2)答案：CA ．初速度大小为v 2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A 处滑上传送带，小物块在传送带上运动的v −t 图象可知，t 1时刻，小物块离A 处的距离达到最大，A 错误；B ．0～t 2时间内，小物块受到的摩擦力方向一直向右，所以小物块的加速度方向一直向右，B 错误； CD ．0～t 1时间内物体相对地面向左的位移s 1=v 22t 1这段时间传送带向右的位移s 2=v 1t 1因此物体相对传送带的位移Δs 1=s 1+s 2=v 22t 1+v 1t 1t 1～t 2时间内物体相对地面向右的位移s 1′=v 12(t 2−t 1) 这段时间传送带向右的位移s 2′=v 1(t 2−t 1)因此物体相对传送带的位移Δs 2=s 2′−s 1′=v 12(t 2−t 1) 0∼t 2时间内物块在传送带上留下的划痕为Δs =Δs 1+Δs 2=v 12(t 2+t 1)+v 2t 120～t 2这段时间内，因此摩擦产生的热量Q =μmg ×Δs =μmg [v 12(t 2+t 1)+v 2t 12]C 正确，D 错误。