第21讲 机械能守恒定律（课件）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）

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机械能守恒的理解与判断
单个物体机械能守恒定律的应用
系统的机械能守恒问题
非质点类机械能守恒问题
机械能是否守恒的三种判断方法
轻绳连接的物体系统机械能守恒
轻弹簧连接的物体系统机械能守恒
轻杆绳连接的物体系统机械能守恒
考点一　机械能守恒的理解与判断
知识点1.重力做功与重力势能
(1)重力做功的特点：重力做功与路径无关，只与始末位置的高度差有关，重力做功不引起物体机械能的变化。
(1)定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能。
知识点3.机械能守恒定律
(3)守恒条件：只有重力或弹力做功。
(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。
知识点4.机械能是否守恒的三种判断方法
3.利用能量转化判断：若物体或系统与外界没有能量交换，物体或系统内也没有机械能与其他形式能的转化，则机械能守恒。
1.利用机械能的定义判断：若物体动能、势能之和不变，则机械能守恒。
考向1　对机械能守恒条件的理解
1.关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法正确的是( )
A.只有重力和弹力作用时，机械能才守恒B.当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能守恒C.当有其他外力作用时，只要其他外力不做功，机械能守恒D.炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒
考向2　单物体机械能守恒的判断
考向3　多个物体组成的系统机械能守恒的判断
3.如图所示，斜面体置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是( )
A.物体的重力势能减少，动能不变B.斜面体的机械能不变C.斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功D.物体和斜面体组成的系统机械能守恒
考向4　含弹簧的系统机械能守恒的判断
考点二　单个物体机械能守恒定律的应用
知识点1.机械能守恒定律表达式
说明：单个物体应用机械能守恒定律时选用守恒观点或转化观点进行列式。
知识点2.应用机械能守恒定律解题的一般步骤
知识点3.机械能守恒的常见三种情况
(1)物体在运动过程中只有重力做功，机械能守恒。
(2)单个物体在竖直光滑圆轨道上做圆周运动时，因只有重力做功，机械能守恒。
(3)单个物体做平抛运动、斜抛运动时，因只有重力做功，也常用机械能守恒定律列式求解。
考向1　单物体单过程机械能守恒问题
1.(2022·全国乙卷)固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环，小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑，在下滑过程中，小环的速率正比于( )
A.它滑过的弧长B.它下降的高度C.它到P点的距离D.它与P点的连线扫过的面积
考向2　单物体多过程机械能守恒问题
A.11 100 J B.9 150 JC.7 350 J D.5 400 J
A.0 B.1 N C.2 N D.3 N
考点三　系统的机械能守恒问题
知识点1.解决多物体系统机械能守恒的注意点
(2)注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关系。
(1)要注意判断物体运动过程中系统的机械能是否守恒。
知识点2 轻绳连接的物体系统机械能守恒
知识点4 轻杆连接的物体系统机械能守恒
知识点3轻弹簧连接的物体系统机械能守恒
考向1　轻绳连接的物体系统机械能守恒
考向1　轻杆连接的物体系统机械能守恒
考向3　轻弹簧连接的物体系统机械能守恒
考点四　系统的机械能守恒问题
像“液柱”“链条”类物体，在其运动过程中会发生形变，其重心位置相对物体也发生变化，因此这类物体不能再视为质点来处理了。解决这类问题的关键是准确找到物体位置变化部分重心高度的变化，从而正确判断物体重力势能的变化情况或重力做功情况。
1.非质点类物体虽然不能看成质点，但因只有重力做功，物体整体机械能守恒。
2.在确定物体重力势能的变化量时，要根据情况，将物体分段处理，确定好各部分的重心及重心高度的变化量。
考向1　“液柱”类问题
考向2　“链条”类问题
考向3　“多个小球”类问题
A.在Q点最大 B.在Q点最小 C.先减小后增大 D.先增大后减小
A.物体在C点所受合力为零B.物体在C点的速度为零C.物体在C点的向心加速度等于重力加速度D.物体在A点时弹簧的弹性势能等于物体在C点的动能
A.弹簧原长时B动量最大B.压缩最短时A动能最大C.系统动量变大D.系统机械能变大
A. B. C. D.
A.机械能一直增加B.加速度保持不变 C.速度大小保持不变 D.被推出后瞬间动能最大