第3讲 机械能守恒定律及其应用
知识排查
知识点一 重力做功与重力势能 1.重力做功的特点
(1)重力做功与路径无关，只与始、末位置的高度差有关。 (2)重力做功不引起物体机械能的变化。 2.重力势能
(1)表达式：Ep＝mgh。 (2)重力势能的特点 系统性 相对性 重力势能是物体和地球所共有的 重力势能的大小与参考平面的选取有关，但重力势能的变化与参考平面的选取无关 3.重力做功与重力势能变化的关系 定性 关系 重力对物体做正功，重力势能就减小；重力对物体做负功，重力势能就增大。 定量关系 重力对物体做的功等于物体重力势能的减小量，即WG＝－(Ep2－Ep1)＝－ΔEp。 知识点二 弹性势能 1.定义：物体由于发生弹性形变而具有的能。
2.弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增加，即W＝－ΔEp。
知识点三 机械能守恒定律及应用
1.机械能：动能和势能统称为机械能，其中势能包括弹性势能和重力势能。 2.机械能守恒定律
(1)内容：在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械
能保持不变。
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(2)表达式：mgh1＋mv1＝mgh2＋mv2。
223.守恒条件：只有重力或弹簧的弹力做功。
小题速练
1.思考判断
(1)被举到高处的物体的重力势能一定不为零。( ) (2)物体在速度增大时，其机械能可能在减小。( ) (3)物体所受合外力为零时，机械能一定守恒。( ) (4)物体受到摩擦力作用时，机械能一定要变化。( ) (5)弹力做正功，弹性势能一定增加。( ) 答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× 2.关于重力势能，下列说法中正确的是( )
A.物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定 B.物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大
C.一个物体的重力势能从－5 J变化到－3 J，重力势能减少了 D.重力势能的减少量等于重力对物体做的功
解析 物体的重力势能与参考面的选择有关，同一物体在同一位置相对不同的参考面重力势能不同，选项A错误；物体在零势能面上方，距零势能面的距离越大，重力势能越大，物体在零势能面下方，距零势能面的距离越大，重力势能越小，选项B错误；重力势能中的正、负号表示大小，－5 J 的重力势能小于－3 J的重力势能，选项C错误；重力做的功量度了重力势能的变化，选项D正确。 答案 D
3.(多选)如图1所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上。若以地面为零势能参考平面，而且不计空气阻力，下列说法正确的是( )
图1
A.重力对物体做的功为mgh B.物体在海平面上的重力势能为mgh 12
C.物体在海平面上的动能mv0－mgh
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D.物体在海平面上的机械能mv0
2答案 AD
机械能守恒定理的理解
1.机械能守恒条件的理解 (1)物体只有重力或弹力做功时。
(2)存在其他力作用，但其他力做的总功为零时。
(3)存在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。 2.机械能守恒的判断方法 用做功 判断 用能量转化判断 若研究对象只有重力(或弹簧的弹力)做功，可能还受到其他力，但不做功，则机械能守恒 若系统中物体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，则机械能守恒 【典例】 (多选)如图2所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )
图2
A.图甲中，物体A将弹簧压缩的过程中，物体A机械能守恒
B.图乙中，物体A固定，物体B沿斜面匀速下滑，物体B的机械能守恒
C.图丙中，不计任何阻力和定滑轮质量时，物体A加速下落，物体B加速上升过程中，物体A、
B组成的系统机械能守恒
D.图丁中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒
解析 题图甲中重力和弹力做功，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒，但物体A机械能不守恒，选项A错误；题图乙中物体B匀速下滑，动能不变，重力势能减小，物体B的机械能
2021届高考物理一轮复习第五章机械能第3讲机械能守恒定律及其应用教学案沪科版
