8.4 机械能守恒定律（解析版）-2021-2022学年高一物理同步考点专题训练（人教版2019）

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8.4 机械能守恒定律

【学习目标】

1．正确理解机械能及机械能守恒定律的内容。

2．能判断物体的机械能是否守恒。

3．掌握利用机械能守恒定律解题的基本方法。

【学习重点】

1．掌握机械能守恒定律的推导、建立过程、理解什么是机械能守恒定律。

2．在具体的问题中判定机械能是否守恒，学会用数学表达式表示机械能守恒。

【学习难点】

1．从能量转化和功能关系出发理解机械能守恒具体需要什么条件。

2．正确判断研究对象在物理过程中的机械能是否守恒，正确分析整个系统所具有的机械能

知识点一、动能与势能的相互转化

1．重力势能与动能

只有重力做功时，若重力对物体做正功，则物体的重力势能减少，动能增加，重力势能转化成了动能能；

若重力做负功，则动能转化为重力势能。

2．弹性势能与动能

只有弹簧弹力做功时，若弹力做正功，则弹簧弹性势能减少，物体的动能增加，弹性势能能转化为动能。

3．机械能

(1)定义：重力势能、弹性势能和动能的总称，表达式为 E＝Ek＋Ep。

(2)动能与势能的相互转化：通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化为另一种形式。

知识点二、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，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。

2.守恒定律表达式

(1)Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1。

(2)E2＝E1。

3.机械能守恒的条件

只有重力或弹力做功，可以从以下四个方面进行理解：

(1)物体只受重力或弹力作用。

(2)存在其他力作用，但其他力不做功，只有重力或弹力做功。

(3)其他力做功，但做功的代数和为零。(相互作用的物体组成的系统只有动能和势能的相互转化，无其他

形式能量的转化)

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________．

答案　mgH

知识点一、对机械能守恒定律的理解

1．对机械能守恒条件的理解

(1)只有重力做功，只发生动能和重力势能的相互转化．

(2)只有弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化．

(3)只有重力和弹力做功，发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化．

(4)除受重力或弹力外，其他力也做功，但其他力做功的代数和始终为零．

2．判断机械能是否守恒的方法

(1)做功条件分析：只有重力和系统内弹力做功，其他力不做功或做功的代数和始终为零．

(2)能量转化分析：系统内只有动能、重力势能及弹性势能的相互转化，即系统内只有物体间的机械能相互

转移，则机械能守恒．

(3)定义判断法：如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．

【经典例题 1】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，A置于光滑水平面，物体 B沿光滑斜面下滑，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系统机械能守恒

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