4.5 機械能守恒定律 預(yù)習(xí)案 高一物理教科版（2019）必修第二冊

4.5機械能守恒定律預(yù)習(xí)案高一物理教科版（2019）必修第二冊1.明確機械能守恒定律的含義和適用條件。2.能準確判斷具體的運動過程中機械能是否守恒。3.熟練應(yīng)用機械能守恒定律解題。重點能準確判斷具體的運動過程中機械能是否守恒難點熟練應(yīng)用機械能守恒定律解題一、動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化1．動能和勢能的轉(zhuǎn)化實例（1）自行車下坡時，重力勢能減少，動能增加。（2）蕩秋千過程中，向上擺動時，動能減少，重力勢能增加，向下擺動時，動能增加，重力勢能減少。（3）撐桿跳高過程中，脫離桿之前，動能、重力勢能、彈性勢能在相互轉(zhuǎn)化，脫離桿后，只有動能和重力勢能在相互轉(zhuǎn)化。2．動能和勢能相互轉(zhuǎn)化時的特點：重力或彈力做正功時，①____能向②____動能轉(zhuǎn)化，做負功時，③____動能向④____勢能轉(zhuǎn)化。3．實驗探究（1）實驗裝置：將螺母用細線掛在鐵架臺上制成單擺。（2）實驗步驟：把螺母拉起一個較小的角度，放手后，它能擺至另一側(cè)的⑤____位置；在鐵架臺的桿上固定一個夾子，當螺母擺到最低點時，細線被夾子擋住，但螺母仍能擺到另一側(cè)的⑥____位置。（3）實驗結(jié)論：忽略空氣阻力，只有重力做功時，動能和勢能在相互轉(zhuǎn)化的過程中，⑦____不變。4．理論探究（1）探究情景：物體做拋體運動的過程，如圖所示。（2）推導(dǎo)過程：A位置的機械能EA＝mgh1＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)。B位置的機械能EB＝mgh2＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)對A至B過程由動能定理有mg（h1－h(huán)2）＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)即mgh1＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝mgh2＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，EA⑧____EB。二、機械能守恒定律（1）內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，⑨____和⑩____會發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但?________的總量保持不變。（2）表達式：Ep1＋Ek1＝Ep2＋Ek2。（3）守恒條件：只有重力（或彈力）做功。

答案：①勢②動③動④勢⑤等高⑥等高⑦總量⑧＝⑨動能⑩勢能?機械能1.將一個重為50N的物體豎直向上勻速提高了3m，此過程中物體()A.動能增加了150J B.機械能守恒C.重力勢能增加了150J D.重力做功150J2.網(wǎng)球運動員沿水平方向擊出網(wǎng)球后，網(wǎng)球在空中運動的過程（不計空氣阻力），其動能和機械能E隨時間t變化圖像可能正確的是()A. B.C. D.3.2024年我國研制的“朱雀三號”可重復(fù)使用火箭垂直起降飛行試驗取得圓滿成功。假設(shè)火箭在發(fā)動機的作用下，從空中某位置勻減速豎直下落，到達地面時速度剛好為零。若在該過程中火箭質(zhì)量視為不變，則()A.火箭的機械能不變 B.火箭所受的合力不變C.火箭所受的重力做正功 D.火箭的動能隨時間均勻減小4.如圖所示，一條不可伸長的輕繩跨過定滑輪，繩的兩端各系一個小球A和B，B球的質(zhì)量是A球的3倍。用手托住B球，使輕繩拉緊，A球靜止于地面，不計空氣阻力、定滑輪的質(zhì)量及輪與軸間的摩擦。已知重力加速度為g。由靜止釋放B球，到B球落地前的過程中，下列說法正確的是()A.B球重力勢能的減少量等于兩球動能的增加量B.輕繩拉力對A球做的功等于A球機械能的增加量C.B球重力勢能的減少量大于A球機械能的增加量D.輕繩拉力對兩小球的總沖量為零5.如圖所示，質(zhì)量的小球用長的輕質(zhì)細繩懸掛在距水平地面高的O點?，F(xiàn)將細繩拉直至水平狀態(tài)，自A點無初速度釋放小球，運動至懸點O的正下方B點時細繩恰好斷裂，接著小球做平拋運動，落至水平地面上C點。不計空氣阻力，重力加速度g取。求：(1)細繩能承受的最大拉力；(2)細繩斷裂后小球在空中運動所用的時間；

答案以及解析1.答案：C解析：A.由于物體做勻速運動，其初動能與末動能相同，則此過程中物體動能的變化量為0，故A錯誤；B.只有重力或彈力做功的系統(tǒng)機械能守恒，而在此過程中，除了重力做功，拉力也在對物體做功，且拉力對物體做正功，物體的機械能增加，故B錯誤；C.重力勢能的增加量，故C正確；D.物體位置升高，此過程中重力做負功，重力所做的功為，故D錯誤。故選C。2.答案：C解析：AB.根據(jù)平拋運動的規(guī)律可得由此可知，圖像為開口向上的拋物線，但頂點不在坐標原點，故AB錯誤；CD.由于網(wǎng)球做平拋運動，運動過程中只有重力做功，機械能守恒，故C正確，D錯誤。故選C。3.答案：BC解析：A．由于火箭勻減速豎直下落，速度減小，動能減小，且重力勢能減小，故火箭的機械能減小，故A錯誤；B．由于火箭勻減速豎直下落，加速度恒定，由牛頓第二定律可知，火箭所受的合力不變，故B正確；C．由于火箭的重力勢能減小，故火箭所受的重力做正功，故C正確；D．火箭的動能，故火箭的動能不隨時間均勻減小，故D錯誤。故選BC。4.答案：BC解析：A.B球落地前的過程中，B球的重力勢能減小，A球的重力勢能增大，兩球的動能均增大，可知，B球重力勢能的減少量等于兩球動能的增加量與A球重力勢能的增加量之和，故A錯誤；B.A球上升過程受到重力與輕繩拉力作用，輕繩拉力對A球做正功，根據(jù)功能關(guān)系可知，輕繩拉力對A球做的功等于A球機械能的增加量，故B正確；C.結(jié)合上述可知，B球重力勢能的減少量等于兩球動能的增加量與A球重力勢能的增加量之和，即B球重力勢能的減少量大于A球機械能的增加量，故C正確；D.對A球分析可知，輕繩拉力對A球沖量方向豎直向上，對B球