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1、 机械能守恒与能量守恒高考要求内 容要求重力势能、做功与重力势能改变的关系弹性势能机械能守恒定律能量守恒定律II本专题涉及的考点有：重力势能、弹性势能、机械能守恒定律、能量转化及守恒定律都是历年高考的必考内容，考查的知识点覆盖面全，频率高，题型全。机械能守恒定律、能的转化和守恒定律是力学中的重点和难点，用能量观点解题是解决动力学问题的三大途径之一。考纲对本部分考点要求为类有三个。考题的内容经常与牛顿运动定律、曲线运动、动量守恒定律、电磁学等方面知识综合，物理过程复杂，综合分析的能力要求较高，这部分知识能密切联系生活实际、联系现代科学技术，因此，每年高考的压轴题，高难度的综合题经常涉及本专题知识
2、。它的特点：一般过程复杂、难度大、能力要求高。还常考查考生将物理问题经过分析、推理转化为数学问题，然后运用数学知识解决物理问题的能力。所以复习时要重视对基本概念、规律的理解掌握，加强建立物理模型、运用数学知识解决物理问题的能力。由于新课程标准更注重联系生活、生产实际，更重视能源、环保、节能等问题，因此，能量的转化及其守恒很有可能在新课程的第一年高考中有所体现，师生们应引起足够的重视。知识体系知识点拨1、机械能守恒定律机械能守恒的条件：系统内只有重力（或弹力）做功，其它力不做功（或没有受到其它力作用）从做功的角度看，只有重力或弹簧的弹力做功或系统内的弹力做功，机械能守恒。从能量的角度看，只有系统
3、内动能和势能的相互转化，没有机械能与其他形式能量之间的转化，机械能守恒。机械能守恒的方程：初始等于最终：减少等于增加： 用第二种方法有时更简捷。对机械能守恒定律的理解：机械能守恒定律是对一个过程而言的，在做功方面只涉及跟重力势能有关的重力做功和跟弹性势能相关的弹力做功。在机械能方面只涉及初状态和末状态的动能和势能，而不涉及运动的各个过程的详细情况；因此，用来分析某些过程的状态量十分简便。机械能中的势能是指重力势能和弹性势能，不包括电势能和分子势能，这一点要注意。思维误区警示：对于一个系统，系统不受外力或合外力为零，并不能保证重力以外其他力不做功，所以系统外力之和为零，机械能不一定守恒，而此时系
4、统的动量却守恒（因为动量守恒的条件是系统的合外力为零）。同样，只有重力做功，并不意味系统不受外力或合外力为零。2、能量守恒定律（1）内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移互另一个物体，在转化和转移的过程中其总量保持不变。（2）对能量守恒定律的理解：某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能的增加，且减少量和增加量一定相等。某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。（3）能量转化和转移具有方向性 第二类永动机不可制成，它不违反能量守恒定律，只是违背了能量转化和转移的不可逆性。3、各定理、定律对比适用条件表达式研
5、究对象备注*动量守恒定律系统所受的合外力为零P总0=P总t一定是两个物体或两个以上物体组成的系统注意动量守恒和机械能守恒的条件的区别机械能守恒定律只有重力或弹簧的弹力做功时E1=E2EP减=Ek增一个或多个物体组成的系统E为机械能能量守恒定律均适用E总1=E总2E减=E增一个或多个物体组成的系统E为总能量；自然界均遵从能量守恒。4、求各变化量（Ek、 EP、E机）的常用方法：常用方法求EkEk=EK2-EK1Ek = W合 通过求合外力做功求动能的变化量（更常用）求EPEP=EP2-EP1EP= WG =mgh通过求重力做功求EP； 当WG 做正功时，EP减小；当WG 做负功时，EP增加( 常
6、用）求E机E机=E2-E1E机=WG其它 通过求除重力以外的其它力做功求机械能的变化量（更常用）5、重力做功的特点：WG=EP1-EP2=mgh重力做功与路径无关重力做正功，重力势能减少，重做负功，重力势能增加注意：EP和重力做功与参考平面的选择无关（但重力势能与参考平面的选择有关）专题探究（一）利用机械能守恒定律求解抛体运动问题案例1、从离水平地面高为H的A点以速度v0斜向上抛出一个质量为m的石块，已知v0与水平方向的夹角为，不计空气阻力，求：(1)石块所能达到的最大高度(2)石块落地时的速度命题解读：本题研究抛体运动中的机械能守恒定律。斜抛运动的水平分运动是匀速直线运动，因此石块在最高点的
7、速度是抛出初速度的水平分量。石块只受重力的作用，机械能守恒。分析与解：石块抛出后在空中运动过程中，只受重力作用，机械能守恒，作出石块的运动示意图（1）设石块在运动的最高点B处与抛出点A的竖直高度差为h，水平速度为vB， 则vB=vOx=v0cos 石块从A到B，根据机械能守恒定律Ek减=Ep增得：mgh=mv02-mvB2 联立得： 则石块所能达到的（距地面）最大高度为：H+h=H+（2）取地面为参考平面，对石块从抛出点A至落地点C的整个运动过程应用机械能守恒定律得mvC2=mv02+mgH解得石块落地时的速度大小为：vC=变式训练：某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。弧形轨道末端
8、水平，离地面的高度为H。将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s （1）若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2（用H、h表示）。 （2）该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示： 请在坐标纸上作出s2-h关系图。 （3）对比实验结果与理论计算得到的s2-h关系图线（图中已画出），自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速度（填“小于”或“大于”）理论值 （4）从s2-h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是动能，或者是弧形轨道的摩擦力太大。解析：（1）由钢球在弧形槽上运动，机械能守恒：离开弧形槽后，钢球做平抛运动：水平方向
9、：竖直方向：联立解得：s2=4Hh（2）由实验数据作图，得到一条通过原点的斜率比理论图线小的直线。（3）实验图和理论图比较可以发现，小球从相同高度下落，对应的s实h，A球刚跨过桌边.若A球、B球相继下落着地后均不再反跳，则C球离开桌边时的速度大小是多少?命题解读：本题考查系统机械能守恒定律。对每个小球而言，由于绳子的拉力做功，每个小球的机械能不守恒。而且只能分段运用机械能守恒定律求解。运用动能定理也能求解，但拉力要做功解题就比较麻烦。分析与解：当A小球刚要落地时，三小球速度相等设为v1，三个小球机械能守恒。 解得：图当B球刚要落地时，B、C机械能守恒。B、C有共同速度，设v2 解得： 可见：C
10、球离开桌边时的速度大小是变式训练：变式1、半径为R的光滑圆柱体固定在地面上，两质量分别是M和m的小球用细线连接，正好处于水平直径的两端，从此位置释放小球，当m运动到最高点时，对球的压力恰好为零，求此时M的速度和两小球的质量之比。 解析：对系统运用机械能守恒定律 M在最高点时，联立解得：变式2、如图所示，一辆小车静止在光滑的水平导轨上，一个小球用细绳悬挂在车上由图中位置释放（无初速度），则小球在下摆过程中（ ）A绳对小车的拉力不做功 B绳对小球的拉力做正功C小球的合外力不做功 D绳对小球的拉力做负功解析：由于绳子的拉力对物体做功，每个物体的机械能不守恒。对系统没有机械能的能量损失，因此系统的机械能是守恒的。小球由静止开始做变速曲线运动，动能增加，合力做正功，C错误。小车在拉力作用下运动，绳子对小车的拉力做正功，
