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高中物理必修二之知识讲解 机械能守恒定律 提高(1)

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机械能守恒定律【学习目标】1．明确机械能守恒定律的含义和适用条件．2．能准确判断具体的运动过程中机械能是否守恒． 3．熟练应用机械能守恒定律解题．4．知道验证机械能守恒定律实验的原理方法和过程．5．掌握验证机械能守恒定律实验对实验结果的讨论及误差分析． 【要点梳理】 要点一、机械能 要点诠释：(1)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、弹性势能。

(2)重力势能是属于物体和地球组成的重力系统的，弹性势能是属于弹簧的弹力系统的，所以，机械能守恒定律的适用对象是系统．(3)机械能是标量，但有正、负(因重力势能有正、负)．(4)机械能具有相对性，因为势能具有相对性(须确定零势能参考平面)，同时，与动能相关的速度也具有相对性(应该相对于同一惯性参考系，一般是以地面为参考系)，所以机械能也具有相对性． 只有在确定了参考系和零势能参考平面的情况下，机械能才有确定的物理意义．(5)重力势能是物体和地球共有的，重力势能的值与零势能面的选择有关，物体在零势能面之上的势能是正值，在其下的势能是负值．但是重力势能差值与零势能面的选择无关． (6)重力做功的特点：①重力做功与路径无关，只与物体的始、未位置高度筹有关． ②重力做功的大小：W ＝mgh ．③重力做功与重力势能的关系：P G W E =-△．要点二、机械能守恒定律 要点诠释：(1)内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内动能和势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变，这个结论叫做机械能守恒定律． (2)守恒定律的多种表达方式．当系统满足机械能守恒的条件以后，常见的守恒表达式有以下几种：①1122k P k P E E E E +=+，即初状态的动能与势能之和等于末状态的动能与势能之和． ②P k E E =-△△或P k E E =-△△，即动能(或势能)的增加量等于势能(或动能)的减少量． ③△E A ＝-△E B ，即A 物体机械能的增加量等于B 物体机械能的减少量．后两种表达式因无需选取重力势能零参考平面，往往能给列式、计算带来方便． (3)机械能守恒条件的理解．①从能量转化的角度看，只有系统内动能和势能相互转化，无其他形式能量之间(如内能)的转化②从系统做功的角度看，只有重力和系统内的弹力做功，具体表现在：a ．只有重力做功的物体，如：所有做抛体运动的物体(不计空气阻力)，机械能守恒．b ．只有重力和系统内的弹力做功．如图(a)、(b)、右图所示．图(a)中小球在摆动过程中线的拉力不做功，如不计空气阻力，只有重力做功，小球的机械能守恒．图(b)中A、B间，B与地面间摩擦不计，A自B上自由下滑过程中，只有重力和A、B间的弹力做功，A、B组成的系统机械能守恒．但对B来说，A对B的弹力做功，但这个力对B来说是外力，B的机械能不守恒．如下图，不计空气阻力，球在摆动过程中，只有重力和弹簧与球间的弹力做功，球与弹簧组成的系统机械能守恒，但对球来说，机械能不守恒．要点三、运用机械能守恒定律解题的步骤要点诠释：(1)根据题意选取研究对象(物体或系统)．(2)明确研究对象的运动过程，分析对象在过程中的受力情况，弄清各力做功的情况，判断机械能是否守恒．(3)恰当地选取零势能面，确定研究对象在过程中的始态和末态的机械能．(4)根据机械能守恒定律的不同表达式列方程，并求解结果．4．机械能守恒定律与动能定理的区别(1)机械能守恒定律和动能定理都是从做功和能量转化的角度来研究物体在力的作用下运动状态的改变，表达这两个规律的方程都是标量方程，这是它们的共同点．(2)机械能守恒定律的研究对象是物体组成的系统，动能定理的研究对象是一个物体(质点)．(3)机械能守恒定律是有条件的，就是只允许重力和弹力做功；而动能定理的成立没有条件的限制，它不但允许重力和弹力做功，还允许其他力做功．(4)机械能守恒定律着眼于系统初、末状态的机械能的表达式，动能定理着眼于过程中合外力做的功及初、末状态的动能的变化．要点四、如何判断机械能是否守恒要点诠释：(1)对某一物体，若只有重力做功，其他力不做功，则该物体的机械能守恒．(2)对某一系统，物体间只有动能和势能的转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，也没有转化成其他形式的能(如内能)，则系统的机械能守恒．对于某个物体系统包括外力和内力，只有重力或弹簧的弹力做功，其他力不做功或者其他力做的功的代数和等于零，则该系统的机械能守恒，也就是说重力做功或弹力做功不能引起机械能与其他形式的能的转化，只能使系统内的动能和势能相互转化(3)机械能守恒的条件绝不是合外力做的功等于零，更不是合外力等于零，例如水平飞来的子弹打入静止在光滑水平面上的木块内的过程中，合外力的功及合外力都是零，但系统克服内部阻力做功，将部分机械能转化为内能，因而机械能的总量在减少．(4)一些绳子突然绷紧，物体间碰撞后合在一起等，除非题目特别说明，机械能一般不守恒．要点五、实验：验证机械能守恒定律要点诠释：1．实验原理通过实验，分别求做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量．若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律：△E P＝△E k．2．实验器材打点计时器及电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、带有铁夹的铁架台、导线．3．实验步骤(1)如图所示装置，将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器．(2)用手握着纸带，让重物静止在靠近打点计时器的地方，然后接通电源，松开纸带，让重物自由落下，纸带上打下一系列小点．(3)从打出的几条纸带中挑选打的点呈一条直线且点迹清晰的纸带进行测量，记下第一个点的位置O ，并在纸带上从任意点开始依次选取几个计数点1、2、3、4、…，并量出各点到O 点的距离h 1、h 2、h 3、…，计算相应的重力势能减少量mgh n ，如图所示．(4)依步骤(3)所测的各计数点到O 点的距离h 1、h 2、h 3、…，根据公式1102n n h h v T+--=计算物体在打下点1、2、…时的即时速度v 1、v 2、…．计算相应的动能212n mv ． (5)比较212n mv 与n mgh 是否相等． 4．实验结论在重力作用下，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总的机械能守恒． 5．误差分析重物和纸带下落过程中要克服阻力，主要是纸带与计时器之间的摩擦力，计时器平面不在竖直方向，纸带平面与计时器平面不平行是阻力增大的原因，电磁打点计时器的阻力大于电火花计时器，交流电的频率f 不是50 Hz 也会带来误差，f ＜50Hz ，使动能E k ＜E P 的误差进一步加大f ＞50 Hz ，则可能出现E k ＞E P 的结果．本实验中的重力加速度g 必须是当地的重力加速度，而不是纸带的加速度a ．【典型例题】类型一、对守恒条件的理解例1、下列说法中正确的是( )A ．用绳子拉着物体匀速上升，只有重力和绳的拉力对物体做功，机械能守恒B ．做竖直上抛运动的物体，只有重力对它做功，机械能守恒C ．沿光滑斜面自由下滑的物体，只有重力对物体做功，机械能守恒D ．用水平拉力使物体沿光滑水平面做匀加速直线运动，机械能守恒【思路点拨】本题考察机械能守恒的条件。

【答案】BC【解析】机械能守恒的条件是：只有系统内的重力或系统内的弹力做功．系统可以受外力作用，但外力不做功．对于弹力做功，一定要伴随着弹性势能和动能及重力势能之间的转化．选项A中，有绳的拉力对物体做功，所以机械能不守恒，A错；选项B中，竖直上抛的物体，只受重力作用，机械能守恒，B对；选项C中，物体除受重力作用外还受斜面支持力作用，但支持力不做功，机械能守恒，C对；选项D与A 一样是错误的．【总结升华】机械能是否守恒关键不在于受几个力作用，而在于是否只有重力或弹簧弹力做功。

举一反三【变式1】以下说法正确的是( )A．机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用B．物体处于平衡状态时，机械能一定守恒C．物体所受合力不为零时，其机械能可能守恒D．物体机械能的变化等于合力对物体做的功【答案】C【解析】机械能守恒时，只有重力或弹力做功，但可以受其他外力作用，外力不做功即可，故A错；匀速直线运动为一种平衡状态，但物体处于平衡状态时，机械能不一定守恒，如在竖直方向匀速上升的物体，其机械能一直增大，所以B错；若物体做平抛运动、自由落体运动、竖直上抛、竖直下抛或斜抛运动只受重力作用，则机械能均守恒，故C正确；若合力仅为重力对物体做功，如在光滑斜面上下滑的物体，不会引起物体机械能的变化．根据功能关系知D错．机械能守恒及其验证例1】【变式2】下列情况中，物体机械能守恒的有( )A．重力对物体做功不为零，所受合外力为零B．沿光滑曲面下滑C．做匀变速运动时机械能可能守恒D．从高处以0.9g的加速度竖直下落【答案】BC类型二、机械能守恒定律的基本应用例2、如图所示，有一条长为L的均匀金属链条，一半长度在光滑斜面上，斜面倾角为θ，另一半长度沿竖直方向下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，求链条刚好全部滑出斜面时的速度是多大．【思路点拨】考察系统机械能大小及守恒问题。

【答案】v=【解析】释放后的链条，竖直方向的一半向下运动，放在斜面上的一半向上运动，由于竖直部分越来越多，所以链条做的是变加速运动，不能用一般运动公式去解．因为斜面光滑．所以，机械能守恒，链条得到的动能应是由势能转化的，重力势能的变化可以用重心的位置确定．设斜面最高点为零势能点，链条总质量为m，开始时左半部分的重力势能1sin 24=-⋅θP m LE g ， 右半部分的重力势能 224=-⋅P m LE g ， 机械能121P P (1sin )8mE E E gL θ=+=-+． 当链条刚好全部滑出斜面时，重力势能P 2L E mg =-， 动能 212k E mv =， 机械能 22p k 122mg E E E L mv =+=-+． 机械能守恒 E 1＝E 2， 所以 21(1s i n )822m g L m g L mv θ-+=-+，整理得 )v =【总结升华】本题选斜面最高点为零势能点，可使重力势能便于确定，使其表达式简化． 举一反三机械能守恒及其验证 例3】【变式1】如图所示，桌面高度为h ，质量为m 的小球，从离桌面高H 处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为（ ）A ．mghB ．mgHC ．mg （H+h ）D ．mg （H-h ）【答案】B例3、如图所示，在水平台面上的A 点，一个质量为m 的物体以初速度v 0被抛出，不计空气阻力，求它到达B 点的速度的大小．【思路点拨】只有重力对物体做功，故机械能守恒。

【答案】4.1m/s【解析】方法一：物体抛出后的运动过程中只受重力作用，机械能守恒，若选地面为参考面，则22011()22BmgH mv mg H h mv +=-+，解得B v = 方法二：若选桌面为参考面，则2201122Bmv mgh mv =-+，解得B v = 方法三：若使用机械能守恒定律的另一种形式：重力势能的减少量等于动能的增加量，不需要选取参考面，有2201122B mgh mv mv =-．解得B v = 【总结升华】只有恒力做功且物体做直线运动，可运用牛顿运动定律求解，在利用机械能守恒定律表达式E 1＝E 2解题时，由于重力势能的相对性，必须先选取参考平面，方可解题．举一反三 【变式】（2015 全国I 高考）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m 、套在粗糙竖直固定杆A 处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。

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高中物理必修二 新课改 讲义 15 C机械能守恒定律 提升版

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机械能守恒定律知识点：机械能守恒定律一、追寻守恒量伽利略曾研究过小球在斜面上的运动，如图所示.图将小球由斜面A 上某位置由静止释放，如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球在斜面B 上速度变为0(即到达最高点)时的高度与它出发时的高度相同，不会更高一点，也不会更低一点.这说明某种“东西”在小球运动的过程中是不变的.二、动能与势能的相互转化1.重力势能与动能的转化只有重力做功时，若重力对物体做正功，则物体的重力势能减少，动能增加，物体的重力势能转化为动能；若重力对物体做负功，则物体的重力势能增加，动能减少，物体的动能转化为重力势能.2.弹性势能与动能的转化只有弹簧弹力做功时，若弹力对物体做正功，则弹簧的弹性势能减少，物体的动能增加，弹簧的弹性势能转化为物体的动能；若弹力对物体做负功，则弹簧的弹性势能增加，物体的动能减少，物体的动能转化为弹簧的弹性势能.3.机械能：重力势能、弹性势能与动能统称为机械能.三、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.表达式：12m v 22＋mgh 2＝12m v 12＋mgh 1或E k2＋E p2＝E k1＋E p1. 3.应用机械能守恒定律解决问题只需考虑运动的初状态和末状态，不必考虑两个状态间过程的细节，即可以简化计算.技巧点拨一、机械能守恒定律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为零.如物体在沿斜面的拉力F的作用下沿斜面运动，若已知拉力与摩擦力的大小相等，方向相反，在此运动过程中，其机械能守恒.2.判断机械能是否守恒的方法(1)利用机械能的定义直接判断：若动能和势能中，一种能变化，另一种能不变，则其机械能一定变化.(2)用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒.(3)用能量转化来判断：若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒.二、机械能守恒定律的应用1.机械能守恒定律常用的三种表达式(1)从不同状态看：E k1＋E p1＝E k2＋E p2(或E1＝E2)此式表示系统两个状态的机械能总量相等.(2)从能的转化角度看：ΔE k＝－ΔE p此式表示系统动能的增加(减少)量等于势能的减少(增加)量.(3)从能的转移角度看：ΔE A增＝ΔE B减此式表示系统A部分机械能的增加量等于系统剩余部分，即B部分机械能的减少量.2.机械能守恒定律的应用步骤首先对研究对象进行正确的受力分析，判断各个力是否做功，分析是否符合机械能守恒的条件.若机械能守恒，则根据机械能守恒定律列出方程，或再辅以其他方程进行求解.例题精练1．（金州区校级月考）下列说法正确的是（）A．如果物体所受的合力为零，物体的动能一定不变B．如果合力对物体做的功为零，物体的机械能一定守恒C．物体在合力作用下做匀变速直线运动，则动能在一段过程中变化量一定不为零D．物体的动能不发生变化，物体所受合力一定是零2．（历下区校级期中）如图，从竖直面上大圆（直径d）的最高点A，引出两条不同的光滑轨道，端点都在大圆上，同一物体由静止开始，从A点分别沿两条轨道滑到底端，则（）A．到达底端的动能相等B．机械能相同C．重力做功都相同D．所用的时间不相同随堂练习1．（广东模拟）如图，钉子在一固定的木块上竖立着，一铁块从高处自由落体打在钉子上，铁块的底面刚好与钉子顶端断面在同一水平面，之后铁块和钉子共同减速至零，则（）A．铁块、钉子和木块机械能守恒B．铁块减少的机械能等于钉子和木块增加的机械能C．铁块碰撞钉子前后瞬间，铁块减少的动量等于钉子增加的动量D．铁块碰撞钉子前后瞬间，铁块减少的动能等于钉子增加的动能2．（辽宁期中）如图甲所示，一个小球悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向运动，运动过程中小球的机械能E与路程x的关系图象如图乙所示，其中0～x1过程的图象为曲线，x1～x2过程的图象为直线。

高一物理知识讲解-机械能守恒定律--提高-专题含答案解析

高一物理知识讲解-机械能守恒定律--提高-专题含答案解析

机械能守恒定律【学习目标】1．明确机械能守恒定律的含义和适用条件．2．能准确判断具体的运动过程中机械能是否守恒． 3．熟练应用机械能守恒定律解题．4．知道验证机械能守恒定律实验的原理方法和过程．5．掌握验证机械能守恒定律实验对实验结果的讨论及误差分析． 【要点梳理】 #要点一、机械能 要点诠释：(1)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、弹性势能。

(2)重力势能是属于物体和地球组成的重力系统的，弹性势能是属于弹簧的弹力系统的，所以，机械能守恒定律的适用对象是系统．(3)机械能是标量，但有正、负(因重力势能有正、负)．(4)机械能具有相对性，因为势能具有相对性(须确定零势能参考平面)，同时，与动能相关的速度也具有相对性(应该相对于同一惯性参考系，一般是以地面为参考系)，所以机械能也具有相对性． 只有在确定了参考系和零势能参考平面的情况下，机械能才有确定的物理意义．(5)重力势能是物体和地球共有的，重力势能的值与零势能面的选择有关，物体在零势能面之上的势能是正值，在其下的势能是负值．但是重力势能差值与零势能面的选择无关． ~(6)重力做功的特点：①重力做功与路径无关，只与物体的始、未位置高度筹有关． ②重力做功的大小：W ＝mgh ．③重力做功与重力势能的关系：P G W E =-△．要点二、机械能守恒定律 要点诠释：(1)内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内动能和势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变，这个结论叫做机械能守恒定律． (2)守恒定律的多种表达方式．#当系统满足机械能守恒的条件以后，常见的守恒表达式有以下几种：①1122k P k P E E E E +=+，即初状态的动能与势能之和等于末状态的动能与势能之和． ②P k E E =-△△或P k E E =-△△，即动能(或势能)的增加量等于势能(或动能)的减少量． ③△E A ＝-△E B ，即A 物体机械能的增加量等于B 物体机械能的减少量．后两种表达式因无需选取重力势能零参考平面，往往能给列式、计算带来方便． (3)机械能守恒条件的理解．①从能量转化的角度看，只有系统内动能和势能相互转化，无其他形式能量之间(如内能)的转化②从系统做功的角度看，只有重力和系统内的弹力做功，具体表现在： ~a ．只有重力做功的物体，如：所有做抛体运动的物体(不计空气阻力)，机械能守恒．b ．只有重力和系统内的弹力做功．如图(a)、(b)、右图所示．图(a)中小球在摆动过程中线的拉力不做功，如不计空气阻力，只有重力做功，小球的机械能守恒．图(b)中A、B间，B与地面间摩擦不计，A自B上自由下滑过程中，只有重力和A、B间的弹力做功，A、B 组成的系统机械能守恒．但对B来说，A对B的弹力做功，但这个力对B来说是外力，B的机械能不守恒．如下图，不计空气阻力，球在摆动过程中，只有重力和弹簧与球间的弹力做功，球与弹簧组成的系统机械能守恒，但对球来说，机械能不守恒．要点三、运用机械能守恒定律解题的步骤！要点诠释：(1)根据题意选取研究对象(物体或系统)．(2)明确研究对象的运动过程，分析对象在过程中的受力情况，弄清各力做功的情况，判断机械能是否守恒．(3)恰当地选取零势能面，确定研究对象在过程中的始态和末态的机械能．(4)根据机械能守恒定律的不同表达式列方程，并求解结果．4．机械能守恒定律与动能定理的区别(1)机械能守恒定律和动能定理都是从做功和能量转化的角度来研究物体在力的作用下运动状态的改变，表达这两个规律的方程都是标量方程，这是它们的共同点．~(2)机械能守恒定律的研究对象是物体组成的系统，动能定理的研究对象是一个物体(质点)．(3)机械能守恒定律是有条件的，就是只允许重力和弹力做功；而动能定理的成立没有条件的限制，它不但允许重力和弹力做功，还允许其他力做功．(4)机械能守恒定律着眼于系统初、末状态的机械能的表达式，动能定理着眼于过程中合外力做的功及初、末状态的动能的变化．要点四、如何判断机械能是否守恒要点诠释：(1)对某一物体，若只有重力做功，其他力不做功，则该物体的机械能守恒．(2)对某一系统，物体间只有动能和势能的转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，也没有转化成其他形式的能(如内能)，则系统的机械能守恒．对于某个物体系统包括外力和内力，只有重力或弹簧的弹力做功，其他力不做功或者其他力做的功的代数和等于零，则该系统的机械能守恒，也就是说重力做功或弹力做功不能引起机械能与其他形式的能的转化，只能使系统内的动能和势能相互转化、(3)机械能守恒的条件绝不是合外力做的功等于零，更不是合外力等于零，例如水平飞来的子弹打入静止在光滑水平面上的木块内的过程中，合外力的功及合外力都是零，但系统克服内部阻力做功，将部分机械能转化为内能，因而机械能的总量在减少．(4)一些绳子突然绷紧，物体间碰撞后合在一起等，除非题目特别说明，机械能一般不守恒． 要点五、实验：验证机械能守恒定律 要点诠释：1．实验原理通过实验，分别求做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量．若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律：△E P ＝△E k ．2．实验器材打点计时器及电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、带有铁夹的铁架台、导线． 》3．实验步骤(1)如图所示装置，将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器．(2)用手握着纸带，让重物静止在靠近打点计时器的地方，然后接通电源，松开纸带，让重物自由落下，纸带上打下一系列小点．(3)从打出的几条纸带中挑选打的点呈一条直线且点迹清晰的纸带进行测量，记下第一个点的位置O ，并在纸带上从任意点开始依次选取几个计数点1、2、3、4、…，并量出各点到O 点的距离h 1、h 2、h 3、…，计算相应的重力势能减少量mgh n ，如图所示．(4)依步骤(3)所测的各计数点到O 点的距离h 1、h 2、h 3、…，根据公式1102n n h h v T+--=计算物体在打下点1、2、…时的即时速度v 1、v 2、…．计算相应的动能212n mv ． (5)比较212n mv 与n mgh 是否相等． 【4．实验结论在重力作用下，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总的机械能守恒． 5．误差分析重物和纸带下落过程中要克服阻力，主要是纸带与计时器之间的摩擦力，计时器平面不在竖直方向，纸带平面与计时器平面不平行是阻力增大的原因，电磁打点计时器的阻力大于电火花计时器，交流电的频率f 不是50 Hz 也会带来误差，f ＜50Hz ，使动能E k ＜E P 的误差进一步加大f ＞50 Hz ，则可能出现E k ＞E P 的结果．本实验中的重力加速度g必须是当地的重力加速度，而不是纸带的加速度a．【典型例题】类型一、对守恒条件的理解【例1、下列说法中正确的是( )A．用绳子拉着物体匀速上升，只有重力和绳的拉力对物体做功，机械能守恒B．做竖直上抛运动的物体，只有重力对它做功，机械能守恒C．沿光滑斜面自由下滑的物体，只有重力对物体做功，机械能守恒D．用水平拉力使物体沿光滑水平面做匀加速直线运动，机械能守恒【思路点拨】本题考察机械能守恒的条件。

物理必修二机械能守恒知识点

物理必修二机械能守恒知识点

物理必修二机械能守恒知识点物理必修二中，机械能守恒是一个非常重要的知识点。

它指的是当一个物体在重力作用下做运动时，它的总机械能是守恒的。

我们将在这篇文章中详细讨论机械能守恒的概念、原理以及实际应用。

一、概念机械能守恒指的是一个自由落体运动的物体，在重力作用下能量的总和恒定不变。

机械能是由物体的动能和势能组成的。

动能是由物体的运动状态所带来的能量，计算公式为1/2mv²，其中m为物体的质量，v为物体的速度。

势能则是由物体在某一位置由于重力势能而存储的能量，在自由落体运动中的计算公式为Ep=mgh，其中g为重力加速度，h为物体的高度。

二、原理机械能守恒的原理是基于能量守恒定律建立的。

能量守恒定律指的是在物理系统内部，总能量是不会发生改变的，它只会从一种形式转变为另一种形式。

机械能守恒依据这一定律，指的是在一个被重力作用的系统中，动能和重力势能这两种形式的能量总和是不变的。

在物体自由落体运动时，由于重力始终沿着运动方向，因此可以通过考虑高度变化来计算机械能的变化。

当物体从高处自由落体下落到低处时，势能减少，动能增加，总机械能保持不变。

当物体开始上升时，动能减少，势能增加，总机械能仍然保持不变。

三、实际应用机械能守恒的应用非常广泛，下面我们将从以下几个方面看看机械能守恒的实际应用。

1. 滑水滑水是一种常见的运动项目，它的原理就是利用机械能守恒。

滑水者站在高处，利用高处的重力势能来滑行，当他们滑行到低处时，势能转化为动能，从而能够保持不断的滑行速度。

滑水比赛中，滑行速度和滑行时间是非常重要的指标，因此对于滑水运动员来说，熟练掌握机械能守恒的原理是非常有必要的。

2. 火箭升空火箭升空是另一个机械能守恒的应用。

当发射火箭升空时，火箭不断消耗燃料，燃料的燃烧能够提供动能，使火箭不断加速，最终脱离地球引力，升入宇宙空间。

在这个过程中，机械能守恒的原理起到了非常重要的作用。

火箭的运动速度越来越快，燃料的势能转化为速度动能，保证火箭能够顺利脱离地球引力，实现升空的目标。

高中物理必修二机械能及其守恒定律知识点复习

高中物理必修二机械能及其守恒定律知识点复习

高中物理必修二机械能及其守恒定律知识点复习机械能守恒定律作为高中物理教学中的重点、难点问题,成为很多学生学习的绊脚石，下面小编给大家带来的高中物理必修二机械能及其守恒定律知识点复习，希望对你有帮助。

高中物理机械能及其守恒定律知识点(一)功1.单位：功的单位是焦耳，符号是J.2.功是标量，但有正负.由，可以看出：(1)当0°≤ 90°时，0 ≤1，则力对物体做正功，即外界给物体输送能量，力是动力;(2)当=90°时，=0，W=0，则力对物体不做功，即外界和物体间无能量交换.(3)当90° ≤180°时，-1≤ 0，则力对物体做负功，即物体向外界输送能量，力是阻力.3、判断一个力是否做功的几种方法(1)根据力和位移的方向的夹角判断，此法常用于恒力功的判断，由于恒力功W=Flcos α，当α=90°，即力和作用点位移方向垂直时，力做的功为零.(2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断，此法常用于判断质点做曲线运动时变力的功.当力的方向和瞬时速度方向垂直时，作用点在力的方向上位移是零，力做的功为零.(3)根据质点或系统能量是否变化，彼此是否有能量的转移或转化进行判断.若有能量的变化，或系统内各质点间彼此有能量的转移或转化，则必定有力做功.4、各种力做功的特点(1)重力做功的特点：只跟初末位置的高度差有关，而跟运动的路径无关.(2)弹力做功的特点：对接触面间的弹力，由于弹力的方向与运动方向垂直，弹力对物体不做功;对弹簧的弹力做的功，高中阶段没有给出相关的公式，对它的求解要借助其他途径如动能定理、机械能守恒、功能关系等.(3)摩擦力做功的特点：摩擦力做功跟物体运动的路径有关，它可以做负功，也可以做正功，做正功时起动力作用.如用传送带把货物由低处运送到高处，摩擦力就充当动力.摩擦力的大小不变、方向变化(摩擦力的方向始终和速度方向相反)时，摩擦力做功可以用摩擦力乘以路程来计算，即W=F·l.(1)W总=F合lcos α，α是F合与位移l的夹角;(2)W总=W1+W2+W3+¡­为各个分力功的代数和;(3)根据动能定理由物体动能变化量求解：W总=ΔEk.5、变力做功的求解方法(1)用动能定理或功能关系求解.(2)将变力的功转化为恒力的功.①当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力的功等于力和路程的乘积，如滑动摩擦力、空气阻力做功等;②当力的方向不变，大小随位移做线性变化时，可先求出力对位移的平均值=2F1+F2，再由W=lcos α计算，如弹簧弹力做功;③作出变力F随位移变化的图象，图线与横轴所夹的¡°面积¡±即为变力所做的功;④当变力的功率P一定时，可用W=Pt求功，如机车牵引力做的功.高中物理机械能及其守恒定律知识点(二)功率1.计算式(1)P=tW，P为时间t内的平均功率.(2)P=Fvcos α5.额定功率：机械正常工作时输出的最大功率.一般在机械的铭牌上标明.6.实际功率：机械实际工作时输出的功率.要小于等于额定功率.方式过程恒定功率启动恒定加速度启动过程分析设牵引力为F阶段一：v↑⇒F=v(P↓⇒a=m(F-F阻↓)阶段二：F=F阻⇒a=0⇒P=F·vm=F阻·vma=m(F-F阻不变⇒F不变⇒v↑⇒P=F·v↑，直到P=P额=F·vm′阶段二：v↑⇒F=v(P额↓⇒a=m(F-F阻↓阶段三：F=F阻时⇒a=0⇒v达最大值vm=F阻(P额运动规律加速度逐渐减小的变加速直线运动(对应下图的OA段)⇒以vm匀速直线运动(对应下图中的AB段)以加速度a做匀加速直线运动(对应下图中的OA段)⇒匀加速运动能维持的时间t0=a(vm′⇒以vm匀速直线运动，对应下图中的BC段高中物理机械能及其守恒定律知识点(三)动能1.定义：物体由于运动而具有的能.2.公式：Ek=21mv2.单位：焦耳(J)，1 J=1 N·m=1 kg·m2/s2.4.矢标性：动能是标量，只有正值.动能定理1.内容：所有外力对物体做的总功等于物体动能的变化量，这个结论叫做动能定理.2.表达式：w=Ek2-Ek1变化的大小由外力的总功来度量.4.适用条件：动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动;既适用于恒力做功，也适用于变力做功.5.动能定理中涉及的物理量有F、s、m、v、W、Ek等，在处理含有上述物理量的力学问题时，可以考虑使用动能定理.无需注意其中运动状态变化的细节6.应用动能定理解题的一般思路(1)确定研究对象和研究过程.注意，动能定理一般只应用于单个物体，如果是系统，那么系统内的物体间不能有相对运动.(2)对研究对象进行受力分析.(研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析，含重力)(3)写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功(注意功的正负).如果研究过程中物体受力情况有变化，要分别写出该力在各个阶段做的功.(4)写出物体的初、末动能.(5)按照动能定理列式求解.高中物理机械能及其守恒定律知识点(四)机械能1.重力做功的特点：重力做功与路径无关，只与初、末位置的高度差h有关.重力做功的大小WG=mgh，若物体下降，则重力做正功;若物体升高，则重力做负功(或说物体克服重力做功).2.重力势能(1)概念：物体的重力势能等于物体的重力和高度的乘积.(2)表达式：Ep=mgh，(3)重力势能是标量，且有正负.其正、负表示大小.物体在参考平面以下，其重力势能为负，在参考平面以上，其重力势能为正.机械能守恒定律1.内容：在只有重力(或弹簧的弹力)做功的情况下，动能和势能发生相互转化，但总量保持不变，这个结论叫做机械能守恒定律.2.机械能守恒的条件：(1) 只有重力或系统内弹力做功.(2)受其他外力但其他外力不做功或做功的代数和为零.3.表达式：(1)Ek+Ep=Ek′+Ep′，表示系统初状态机械能的总和与末状态机械能的总和相等.(2)ΔEk=-ΔEp，表示系统(或物体)机械能守恒时，系统减少(或增加)的重力势能等于系统增加(或减少)的动能，在分析重力势能的增加量或减少量时，可不选参考平面.(3)ΔEA增=ΔEB减，表示若系统由A、B两部分组成，则A 部分物体机械能的增加量与B部分物体机械能的减少量相等.4.判断机械能是否守恒方法：(1).利用机械能的定义判断(直接判断)：若物体在水平面上匀速运动，其动能、势能均不变，机械能不变.若一个物体沿斜面匀速下滑，其动能不变，重力势能减少，其机械能减少.(2).用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒.(3).用能量转化来判断：若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒.(4).对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等，除非题目特别说明，否则机械能必定不守恒.。