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）

教师：XXX2025年高考一轮复习讲练测新教材新高考新教材新高考第21讲

机械能守恒定律

01考情透视目标导航02知识导图思维引航03考点探究考法突破04真题练习命题洞见目录contents01考情透视目标导航考情分析复习目标目标1.理解重力势能和弹性势能，知道机械能守恒的条件。目标2.会判断研究对象在某一过程机械能是否守恒。目标3.会用机械能守恒定律解决单个物体或系统的机械能守恒问题。2024⋅全国·高考物理试题2024⋅北京·高考物理试题2024⋅江苏·高考物理试题2023⋅浙江·新课标高考物理试题2023⋅全国·高考物理试题考情分析考情分析机械能守恒的理解与判断考点1

单个物体机械能守恒定律的应用考点2

系统的机械能守恒问题考点3考航导点考点4非质点类机械能守恒问题思维导航机械能守恒定律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系统的机械能守恒问题轻弹簧连接的物体系统机械能守恒机械能守恒定律表达式利用机械能的定义判断利用做功判断利用能量转化判断守恒观点转化观点三种形式转移观点用选参考平面不用选参考平面不用选参考平面轻杆绳连接的物体系统机械能守恒03考点探究考法突破物理观念是学习的出发点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。知识点2.弹性势能(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。

物理观念是学习的出发点考点一机械能守恒的理解与判断知识点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“只有重力或系统内弹力做功”而不是“只有重力和弹力作用”1.关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法正确的是(

)CA.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拉一物体匀速上升，合外力为零，机械能增加受其他力，其他力不做功，机械能守恒在炮弹爆炸过程中产生的内能转化为机械能，机械能不守恒考向2单物体机械能守恒的判断由于机械能守恒，动能与重力势能之和应等于释放时的机械能，故ABC错误；设释放位置所在平面为零势能面，则机械能为零，故选D。

D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(

)DA.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物体在下滑过程中，斜面体做加速运动，其机械能增加弹力方向与速度方向之间的夹角大于90，所以斜面对物体的作用力对物体做负功对物体与斜面体组成的系统，只有物体的重力做功，机械能守恒物体下滑的过程动能增加考向4含弹簧的系统机械能守恒的判断

C

物理观念是学习的出发点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守恒观点转化观点转移观点用选参考平面不用选参考平面不用选参考平面三种形式说明：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选取研究对象对其受力分析列方程解方程研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统分析研究对象在运动过程中的受力情况、明确各力的做功情况，判断机械能是否守恒根据题目特点，灵活选用公式必要时应对结果进行分析，杜绝出现与实际不符的情形知识点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(

)CA.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

BA.11

100

J

B.9

150

J

C.7

350

J

D.5

400

J考向2单物体多过程机械能守恒问题

CA.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。常见情景___________________________________三点提醒①分清两物体是速度大小相等，还是沿绳方向的分速度大小相等。②用好两物体的位移大小关系或竖直方向高度变化的关系。③对于单个物体，一般绳上的力要做功，机械能不守恒；但对于绳连接的系统，机械能则可能守恒。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常见情景_____________________________________模型特点①平动时两物体线速度相等，转动时两物体角速度相等。②杆对物体的作用力并不总是沿杆的方向，杆能对物体做功，单个物体机械能不守恒。③对于杆和球组成的系统，忽略空气阻力和各种摩擦且没有其他力对系统做功，则系统机械能守恒。知识点3轻弹簧连接的物体系统机械能守恒模型特点由轻弹簧连接的物体系统，一般既有重力做功又有弹簧弹力做功，这时系统内物体的动能、重力势能和弹簧的弹性势能相互转化，而总的机械能守恒。两点提醒①对同一弹簧，弹性势能的大小完全由弹簧的形变量决定，无论弹簧伸长还是压缩。②弹簧两端物体把弹簧拉伸至最长(或压缩至最短)时，两端的物体具有相同的速度，弹性势能最大。考向1轻绳连接的物体系统机械能守恒

D考向1轻杆连接的物体系统机械能守恒

C

考向3轻弹簧连接的物体系统机械能守恒

A

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

ACD

重心降低，重力做正功。大气压力对左筒水面做正功，对右筒水面做负功，抵消为零。只有重力做功，水柱机械能守恒考向2“链条”类问题

C

考向3“多个小球”类问题水平面上的小球要做匀速运动，而圆弧面上的小球要做加速运动，小球之间始终相互挤压，故N个小球在运动过程中始终不会散开。

第1个小球在下落过程中受到挤压，所以有外力对小球做功，小球的机械能不守恒由于小球在下落过程中速度发生变化，相互间的弹力变化，所以第N个小球不可能做匀加速运动

AD04真题练习命题洞见

CA.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

方法二(数学法)：设大圆环半径为，小环在大圆环上某处时，设该处与圆心的连线与竖直向上的夹角为

，根据机械能守恒定律在该处根据牛顿第二定律联立可得则大圆环对小环作用力的大小根据数学知识可知

的大小在时最小，结合牛顿第三定律可知小环下滑过程中对大圆环的作用力大小先减小后增大。故选C。

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点的动能物体恰好能到达最高点C，

得由牛顿第二定律得

，C点的向心加速度，

由能量守恒定律知，物体在A点时弹簧的弹性势能等于物体在C点时的动能和重力势能之和

C

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对于系统来说动量一直为零，系统机械能不变。A和B组成的系统动量守恒，当弹簧原长时得可得弹簧原长时物体速度最大，此时动量最大，动能最大。

DA.

B.

C.

D.

加速度等于重力加速度，不随时间改变。

速度等于

，和时间不是一次函数关系

动能

，动能与时间不是一次函数关系铅球水平抛出后由于忽略空气阻力，所以抛出后铅球机械能守恒

BA.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铅球做平抛运动，仅受重力，故机械能守恒。

铅球的加速度恒为重力加速度保持不变

铅球做平抛运动，水平方向速度不变，竖直方向做匀加速直线运动，根据运动的合成可知铅球速度变大，则动能越来越大

。

CA.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

AB

根据EF段方程可知EF段无人机的速度大小为FM段无人机先向上做减速运动，后向下做加速运动，加速度方向一直向下，则无人机的货物处于失重状态MN段方程,速度为得