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1、能量守恒定律【学习目标】 通过实验能验证机械能守恒定律。 .理解机械能守恒定律。会用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。 了解自然界中存在多种形式的能量。知道能量守恒定律是最基本，最普 遍的自然规律之一。【学习重点】 掌握物体系统机械能守恒的条件；能够正确分析物体系统所具有的机械能； 能够应用机械能守恒定律解决有关问题。【知识要点】1. 机械能(1) 定义：机械能是动能、重力势能和弹性势能的统称.(2) 机械能的相对性 因重力势能、弹性势能具有相对性,故机械能也具有相对性.(3) 机械能的系统性机械能守恒定律的研究对象是系统.由于机械能包括重力势能和弹性势能, 而凡是势能总是相互作用的物
2、体所共有的能 ,所以势能是属于系统的,于是机械 能也是一个系统所具有的.2. 机械能守恒定律(1)内容在只有重力和弹簧弹力对物体做功的情况下,物体的动能和势能可以相互转 化,物体机械能总量保持不变.E =E 或 E +E =E +E 或 AE = AE其中E表示开始时系统的机械能,包括初状态时系统内各个物体的动能与势 能;E表示末态时系统的机械能，包括末状态时系统内各个物体的动能与势能.2(2)条件机械能守恒的条件可以有两类表述:一类是从做功的特点表述,另一类是从 能的转化表述,其实质是一致的.从做功的特点表述,可正面叙述为：只有系统内 部的重力和弹力做功.或反面叙述为：既无外力做功又无其他内
3、力做功.从能的转 化表述,可正面叙述为：只有系统内部的动能、重力势能、弹性势能之间的转化. 或反面叙述为：既无外界能量与系统内部机械能之间的转化或转移,也没有系统 内部其他能量与机械能之间的转化.方法：(1)机械能守恒定律应用的基本思路 根据题意,选取研究对象(物体或相互作用的物体系)； 分析研究对象在运动过程中所受各力的做功情况，判断是否符合机械能守 恒的条件； 若符合定律成立的条件,先要选取合适的零势能的参考平面,确定研究对 象在运动过程中初、末状态的机械能的值； 据机械能守恒定律列方程，并代入数值求解.(2)判断机械能守恒的方法：判断系统内物体间的相互作用是否只有重力和弹力 .如果有别的
4、力,这个 力是否做功及外界是否对系统不做功;根据能量的转化判断：对于一个物体或系统,分析是否只存在动能和重力 势能（弹性势能）的相互转化.如果只存在动能和重力势能（弹性势能）的相互转化, 则机械能守恒.否则,机械能不守恒.3. 能量转化与守恒定律 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别的形式, 或者从一个物体转移到别的物体.【典型例题】【例1】在高为h的地方以速度v竖直向上运动的物体，如果只受重力作用, 则它的动能是重力势能 2 倍时的高度是多少？解析：物体只受重力作用，则机械能守恒那么就有E =E 物体的初始位置在 h 高处, 在此处物体既有动能也有重力势能. 即E =
5、mgh+ mv2.1 2物体的末位置在新高处,此处物体的动能恰好是重力势能的2倍则此时物 体具有的机械能是：E二mgh +丄mv2.2 2 2 2动能是重力势能的2倍,可写成代数式：mv 2=2mgh2 2 2所以 h =h/3+v2/6g.2【达标训练】1一人站在高为 H 的悬崖边上,向斜上方抛出一个小球,抛出的速度为 v, 则物体落到地面上的速度大小为多少?2. 如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上.其正上方 A 位置有一只 小球.小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大 小等于重力，在D位置小球速度减小到零.小球下降阶段下列说法中正确的是二一 AA. 在
6、B位置小球动能最大B. 在C位置小球动能最大C. 从A-C位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加D. 从A-D位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加3. 一人站在阳台上，以相同的速率分别把三个球竖直向下抛出、竖直向上抛出、水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的速率A. 上抛时最大B. 下抛时最大C. 平抛时最大D. 三种情况下一样大4. 从离地高为H的阳台上以速度v竖直向上抛出质量为m的物体，它上升h 后又返回下落,最后落在地面上.则下列说法中正确的是(不计空气阻力,以地面 为参考面)A. 物体在最高点时机械能为mg(H+h)B. 物体落地时的机械能为mg(H+h)+mv2/2C. 物
7、体落地时的机械能为mgH+mv2/2D. 物体在落回过程中,过阳台时的机械能为mgH+mv2/25. 质量为m的物体从距地面h高处由静止开始以加速度a=g/3竖直下落到地 面.在这个过程中A. 物体的动能增加mgh/3B. 物体的重力势能减少mgh/3C. 物体的机械能减少2mgh/3D. 物体的机械能保持不变6. 从高处自由下落的物体，它的机械能E随高度变化的规律由图所示的哪个 图象来表示aE1. 解析：物体和地球组成的系统机械能守恒,以地面水平线为零重力势能点,有:mgH+mv 2/2二mv 2/2 解得：v 二 jv 2 2gH0tt 卫 02、BCD 3、D 4、ACD 5、AC 6、C反思】收获疑问
