高中物理《机械能守恒定律》学案10新人教版必修24517.pdf

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1、用心 爱心 专心 1 高中物理机械能守恒定律学案 10 新人教版必修 2 例 1下列物体中，机械能守恒的是（）A.做平抛运动的物体 B.被匀速吊起的集装箱 C.光滑曲面上自由运动的物体 D.物体以54g的加速度竖直向上做匀减速运动【解析】物体做平抛运动或沿光滑曲面自由运动时，不受摩擦阻力，在曲面上弹力不做功，都只有重力做功，机械能守恒，所以 AC 项正确.匀速吊起的集装箱，绳的拉力对它做功，不满足机械能守恒的条件，机械能不守恒.物体以54g的加速度向上做匀减速运动时，由牛顿第二定律Fmgm（54g），有F51mg，则物体受到竖直向上的大小为51mg的外力作用，该力对物体做了正功，机械能不守恒.

2、【答案】AC【说明】物体的运动形式可能有多种，判断机械能是否守恒，关键看是否只有重力做功.机械能守恒常见的情况有：（1）物体只受重力作用；（2）物体虽然受到重力以外的其他力作用，但它们在物体运动过程中始终不做功.例 2某人站在 3 楼阳台上，将四个质量相同小球以相同的速率抛出（空气阻力不计），甲球竖直上抛，乙球平抛，丙球斜抛，丁球竖直下抛，四球落地时谁的速率大？【解析】四个球抛出后，只受重力，所以机械能都守恒.选取地面为参考平面，每个球抛出时的机械能为mgh+21mv2，落地时重力势能都为零，动能为21mv2，根据机械能守恒定律，每个球初态时动能和势能之和都相同，所以末态动能相同，落地时速率一

3、定相同.【答案】一样大【说明】（1）本题考查了对机械能守恒定律的理解.（2）想想看：如果四个球的质量不同，结果又会怎样？例 3如图 762 所示，一轻弹簧固定于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点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点的过程中（）A.重物的重力势能减少 B.重物的重力势能增大 C.重物的机械能不变 D.重物的机械能减少 图 762【解析】物体从A点释放后，在从A点向B点运动的过程中，物体的重力势能逐渐减小，动能逐渐增加，弹簧逐渐被拉长，弹性势能逐渐增大，所以，物体减小的重力势能一部分转化用心 爱心 专心 2 为物体的动

4、能，另一部分转化为弹簧的弹性势能.对物体和弹簧构成的系统，机械能守恒，但对物体来说，其机械能减小.选项 A、D 正确.【答案】AD【说明】应用机械能守恒定律解题时，要注意对哪一系统机械能是守恒的，对哪一系统机械能是不守恒的分析清楚.例 4如图 763 所示，在水平台面上的A点，一个质量为m的物体以初速度v0被抛出，不计空气阻力，求它到达B点时速度的大小.图 763【解析】物体抛出后运动过程中只受重力作用，机械能守恒，选地面为参考面，则 mgH21mv02mg（Hh）21mvB2 解得vBghv220.若选桌面为参考面，则 21mv02mgh21mvB2 解得vBhgv220.【答案】hgv22

5、0【说明】利用机械能守恒定律解题的一般步骤：（1）明确研究对象；（2）对物体进行受力分析，研究运动中各力是否做功，判断物体的机械能是否守恒；（3）选取参考平面，确定物体在初、末状态的机械能；（4）根据机械能守恒定律列方程求解（选取不同的参考平面，方程的形式不同，但不影响解题结果，故参考平面的选取应以解题方便为原则）.例 5以 10 ms 的速度将质量是m的物体从地面竖直向上抛出.若忽略空气阻力，求:（1）物体上升的最大高度.（2）上升过程中何处重力势能和动能相等?（以地面为参考面）【解析】（1）以地面为参考面，设物体上升高度为h，由机械能守恒定律得 E1E2，即21mv02+00+mgh，所以 hgv220102102m5 m.（2）在地面：E121mv02；在高h1处EkEp，E2mgh1+21mv122mgh1.由机械能守恒定律得 用心 爱心 专心 3 E1E2，即21mv022mgh1.解得h1gv420104100m2.5 m.【答案】（1）5 m （2）2.5 m【说明】利用机械能守恒定律解题的优点是：解题时只需注意初、末状态，而不必考虑物体的运动过程.