2025版高中物理：第六章 机械能守恒定律 第3讲　机械能守恒定律及其应用

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第3讲
　
机械能守恒定律及其应用
对应学生用书 P127
考点
　
机械能守恒定律的理解与应用
一、机械能:①
　　　　
、
②　　　　
和
③　　　　
的统称。!
二、机械能守恒定律
1.内容:在只有
④　　　　　　　　　
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.各种形式的表达式
项目表达式物理意义备注
守恒
角度
E1=E2系统前后的机械能相等 要选好重力势能的零势能面,且初、
末状态必须选同一零势能面计算重
力势能
ΔE=E2-
E1=0系统的机械能没有变化
转化
角度 ΔEk=-ΔEp
系统动能的增加量(或减少量)等
于势能的减少量(或增加量)
关键在于分清重力势能的增加量和
减少量,可不选零势能面而直接计算
初、末状态的势能差
转移
角度 ΔEA=-ΔEB
A的机械能增加量(或减少量)等
于B的机械能的减少量(或增加
量)
解决两个或多个物体组成的系统的
机械能守恒问题,从转移的角度列式
比较方便
　　
答案
　①
动能
　②
重力势能
　③
弹性势能
　④
重力或弹力做功
1.一辆汽车在水平路面上做匀速运动,发动机牵引力做正功,阻力做负功,因汽车匀速,故汽车的动
能未变,重力势能未变,则机械能保持不变。从能量守恒的观念出发,你认为汽车的这种行为,严格
意义上讲机械能守恒吗?
　　
答案
　
可以说汽车的机械能保持不变,但不能说汽车的机械能守恒。这是因为动能与摩擦发
热产生的内能存在能量形式的转化,严格意义上机械能并不守恒。可见,物理学中物理量的“不
变”与“守恒”还是有区别的。“不变”仅仅是一种定量的数学结果,而“守恒”既包含数量上
的相等关系,又隐藏物理学的深层次意义。
　　
2.如图所示,一个小球在真空中做自由落体运动,另一个同样的小球在黏性较大的液体中由
静止开始下落。它们都由高度为 h1的地方下落到高度为 h2的地方。在这两种情况下,重力做的
功相等吗?重力势能的变化相等吗?动能的变化相等吗?重力势能各转化成什么形式的能?
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答案
　
两种情况重力做的功相等,重力势能的变化相等,但动能的变化不相等,在真空中自由
下落时动能的变化更大。在真空中自由下落时,重力势能转化为小球的动能,且动能和重力势能
之和保持不变;在黏性液体中,重力势能一部分转化为小球的动能,一部分克服液体对它的阻力做
功,转化为小球和黏性液体的内能。
角度 1
　
系统机械能是否守恒的判断
(多选)关于机械能守恒的判断,下列说法正确的是(
　　
)。
A.图1中,物体 A将弹簧压缩的过程中,A与弹簧系统的机械能守恒
B.图2中,A置于光滑水平面上,物体 B沿光滑斜面下滑,物体 B的机械能守恒
C.图3中,不计任何摩擦,忽略绳子及滑轮质量,且绳不可伸长,A、B组成的系统机械能守恒
D.图4中,小球在竖直平面内做单摆运动时,忽略一切能量损耗,小球的机械能守恒
　　
答案
　
ACD
解析
　
图1中,物体 A将弹簧压缩的过程中,重力和弹簧弹力做功,A与弹簧系统机械能守恒,A 项
正确;图2中,A置于光滑水平面上,物体 B沿光滑斜面下滑,物体 A将向右运动,物体 A的动能增
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