教科版物理必修2 第四章 第5節(jié)機械能守恒定律2 機械能守恒條件的判斷 （講義）

1、.高中物理機械能守恒條件的判斷一、考點打破：考點考綱要求題型說明機械能守恒條件的判斷1. 理解機械能守恒定律的含義；2. 掌握機械能守恒的判斷方法。選擇題計算題本知識點是高考重點內(nèi)容，是高頻考點，同時也是難點，重點考察利用機械能守恒判斷物體運動的臨界點，同時結(jié)合動量守恒的條件進展考察。這兩個條件由于從不同的角度出發(fā)，但形式上很類似，故極易混淆。二、重難點提示： 重點：掌握機械能守恒的判斷方法。難點：利用機械能守恒條件分析問題。一、對守恒條件的理解 1只受重力作用，例如在不考慮空氣阻力的情況下的各種拋體運動，物體的機械能守恒。2受其他力作用，但其他力不做功，只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功。3彈力做功

2、伴隨著彈性勢能的變化，并且彈力做的功等于彈性勢能的減少量。二、機械能守恒的判斷方法1利用機械能的定義判斷直接判斷：假設(shè)物體動能、勢能均不變，那么機械能不變。假設(shè)一個物體動能不變、重力勢能變化，或重力勢能不變、動能變化或動能和重力勢能同時增加減小，其機械能一定變化。2用做功判斷：假設(shè)物體或系統(tǒng)只有重力或彈簧的彈力做功，雖受其他力，但其他力不做功，機械能守恒。3用能量轉(zhuǎn)化來判斷：假設(shè)物體或系統(tǒng)中只有動能和勢能的互相轉(zhuǎn)化而無機械能與其他形式的能轉(zhuǎn)化，那么物體或系統(tǒng)機械能守恒。4對多個物體組成的系統(tǒng)，除考慮外力是否只有重力做功外，還要考慮系統(tǒng)內(nèi)力做功，有滑動摩擦力做功時，因摩擦生熱，系統(tǒng)機械能將有損失

3、。例題1 如下圖，質(zhì)量、初速度大小都一樣的A、B、C三個小球，在同一程度面上，A球豎直上拋，B球以傾斜角斜向上拋，空氣阻力不計，C球沿傾斜角為的光滑斜面上滑，它們上升的最大高度分別為hA、hB、hC，那么A. hAhBhC B. hAhB<hCC. hAhB>hC D. hAhC>hB思路分析：對于A球和C球，當(dāng)?shù)竭_最高點時，速度均會減為0，所以由動能定理可得0mvmgh，所以hAhC，而當(dāng)B球上升到最高點時，只有豎直方向的分速度減為0，程度方向速度保持不變，所以由動能定理得mvmvmghB，所以hAhC>hB，故D正確。答案：D例題2 如圖，質(zhì)量分別為m和2m的兩個小

4、球A和B中間用長為2L的輕桿相連，在桿的中點O處有一固定轉(zhuǎn)動軸，把桿置于程度位置后由靜止釋放，在B球順時針擺動到最低位置的過程中 A. A、B兩球角速度大小始終相等B. 重力對B球做功的瞬時功率一直增大C. B球擺動到最低位置時的速度大小為D. 桿對B球做正功，B球機械能不守恒思路分析：A、B兩球用輕桿相連，角速度大小始終相等，故A正確；在程度位置時，重力對B球做功的瞬時功率為零，在豎直位置時，B球的重力和速度方向垂直，重力對B球做功的瞬時功率也為零，因此，重力對B球做功的瞬時功率先變大后變小，故B錯誤；由AB組成的系統(tǒng)中只有重力做功，故系統(tǒng)的機械能守恒。設(shè)B球擺動到最低位置時的速度為v，兩球

5、角速度大小相等，半徑相等，所以兩者線速度也相等，應(yīng)用系統(tǒng)機械能守恒定律，2mgLmgL=×3mv2，解得，故C正確；假設(shè)桿對B球不做功，可得B球在最低點時的速度應(yīng)為，故桿對B球做負(fù)功，B球機械能不守恒，故D錯誤。答案：AC例題3 如下圖，固定的傾斜光滑桿上套有一個質(zhì)量為m的小球，小球與一輕質(zhì)彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點，桿與程度面之間的夾角，當(dāng)小球位于B點時，彈簧與桿垂直，此時彈簧處于原長。現(xiàn)讓小球自C點由靜止釋放，在小球滑到桿底端的整個過程中，關(guān)于小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能，以下說法正確的選項是 A. 小球的動能與重力勢能之和保持不變B. 小球的動能與重力

6、勢能之和先增大后減小C. 小球的動能與彈簧的彈性勢能之和保持不變D. 小球的機械能與彈簧的彈性勢能之和保持不變思路分析：由題意可知，小球下滑過程中，只有重力和彈簧的彈力做功，故小球的動能、重力勢能及彈簧的彈性勢能之和保持不變，即小球的機械能與彈簧的彈性勢能之和保持不變，選項C錯誤，D正確；小球從C點到B點過程中，彈性勢能先減小，然后增大，故小球的動能與重力勢能之和先增大后減小，選項B正確，A錯誤。應(yīng)選BD。答案：BD【方法提煉】深層次理解守恒條件1. 機械能守恒的條件決不是合外力的功等于零，更不是合外力為零；“只有重力做功不等于“只受重力作用。2. 對于一些繩子突然繃緊、物體間碰撞等情況，除非題目特別說明，否那么機械能必定不守恒。3. 對于系統(tǒng)機械能是否守恒，可以根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化進展判斷?？偡种涤?xùn)練：如下圖，上外表有一段光滑圓弧的質(zhì)量為M的小車A置于光滑平面上，在一質(zhì)量為m的物體B自弧上端自由滑下的同時釋放A，那么A. 在B下滑的過程中，B的機械能守恒B. 軌道對B的支持力對B不做功C. 在B下滑的過程中，A和地球組成的系統(tǒng)的機械能守恒D. A、B和地球組成的系統(tǒng)的機械能守恒思路分析：A、B因B下滑時B對A有壓力