4.2 研究机械能守恒定律学 习 目 标知 识 脉 络1.理解机械能守恒的条件，掌握机械能守恒定律．(重点)2．会从理论角度分析推导机械能守恒定律．3．知道验证机械能守恒定律的实验方法步骤及误差分析．(难点) 4．能运用机械能守恒定律分析解决相关的实际问题．(重点)研 究 机 械 能 守 恒 定 律1．机械能(1)定义：物体的动能与势能之和称为机械能．(2)表达式：E＝Ek＋ E p.2．重力势能与动能的转化图 421如图 421 所示，质量为 m 的重锤，由 A 自由下落至 C，中间经过 B 时速度为 vB，取过 C 点的平面为参考平面，则(1)在 A 点的机械能：EA＝EkA＋EpA＝0＋mgH＝mgH.(2)在 B 点的机械能：EB＝EkB＋EpB＝mv＋mgh由于 v＝2g(H－h)，所以 EB＝mgH；(3)落至 C 点时的机械能：EC＝EkC＋EpC＝mv＋0由于 v＝2gH，所以 EC＝mgH.(4)结论：在只有重力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变．3．弹性势能与动能的转化在只有弹力做功的物体系统内，动能与弹性势能可以相互转化，而总机械能保持不变．1．物体所受的合外力为零时，机械能一定守恒．(×)2．做平抛运动的物体，其初状态动能与重力势能之和必等于末状态的动能与重力势能之和．(√)3．在一个运动过程中，既有重力做功，又有弹力做功，则系统的机械能一定不守恒．(×)蹦极运动是一项极刺激的极限运动，它让参与者既能体会到自由下落的快感，又能感受1失重、超重状态下的美妙，请思考以下问题：(1)人跳离高台后开始下落，若忽略空气阻力，弹性绳伸直以前，人的机械能是否守恒？(2)弹性绳逐渐伸长的过程中，人的机械能是否守恒？人与弹性绳总的机械能是否守恒？【提示】 (1)忽略空气阻力，弹性绳伸直以前，人的机械能守恒．(2)弹性绳伸长时，人的机械能不守恒，人与弹性绳总的机械能守恒．如图 422 所示，过山车由高处在关闭发动机的情况下飞奔而下．(忽略轨道的阻力和其他阻力)图 422探讨 1：过山车受哪些力作用？各做什么功？【提示】 忽略阻力，过山车受重力和轨道支持力作用．重力做正功，支持力不做功．探讨 2：过山车下滑时，动能和势能怎么变化？两种能的和不变吗？【提示】 过山车下滑时，动能增加，重力势能减少．忽略阻力时，两种能的和保持不变．1．重力势能、弹性势能、动能统称为机械能．通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化为另一种形式．2．重力做功只能引起重力势能和动能之间的转化，例如重力做负功...
