《高考物理一輪總復習 專題五 第3講 機械能守恒定律及其應用課件 新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考物理一輪總復習 專題五 第3講 機械能守恒定律及其應用課件 新人教版（31頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、第 3講 機 械 能 守 恒 定 律 及 其 應 用 一 、 重 力 勢 能1.概念：物體由于在高處而所具有的能量.2.表達式：Ep_.mgh3.矢標性：重力勢能是標量，但有正負，跟零勢面的選取有關. 4.重力勢能的特點：物體地球路徑高度差(1)系統(tǒng)性：重力勢能是_和_所共有的.(2)相對性：重力勢能的大小與參考平面的選取有關，但重力勢能的變化與參考平面的選取無關.5.重力做功特點：重力做功與_無關，只與始、末位置的_有關.Ep6.重力做功與重力勢能變化的關系：W G_. 【 基 礎 檢 測 】1.(多 選 )下列關于重力勢能的說法，正確的是( )A.重力勢能是地球和物體共同具有的，而不是物體

2、單獨具有的B.重力勢能的大小是相對的C.重力勢能等于零的物體，不可能對別的物體做功D.在地面上的物體，它具有的重力勢能一定等于零答 案 ： AB 二 、 彈 性 勢 能1.概念：發(fā)生_的物體(各部分)之間，由于有彈力的相互作用，而具有的勢能.彈性形變勁度系數2.大?。号c形變量及_有關.3.彈力做功與彈性勢能變化的關系：(1)彈力做正功，彈性勢能_；彈力做負功，彈性勢能_.減少增加 三 、 機 械 能 守 恒 定 律重力或彈力轉化不變1.內容：在只有_做功的物體系統(tǒng)內，動能和勢能可以互相_，而總的機械能保持_.2.機械能守恒的條件：只有_或_做功.3.機械能守恒定律的表達式：重力彈力觀點表達式守

3、恒觀點E 1E2，Ek1Ep1Ek2Ep2轉化觀點EkEp轉移觀點EAEB 【 基 礎 檢 測 】2.如圖 5-3-1 所示，用輕彈簧相連的物塊 A 和 B 放在光滑的水平面上，物塊 A 緊靠豎直墻壁，一顆子彈沿水平方向射入物塊 B 后留在其中，由子彈、彈簧和 A、B 所組成的系統(tǒng)在下列圖 5-3-1 A.子彈射入物塊 B 的過程B.物塊 B 帶著子彈向左運動，直到彈簧壓縮量最大的過程C.彈簧推著帶子彈的物塊 B 向右運動，直到彈簧恢復原長的過程D.帶著子彈的物塊 B 因慣性繼續(xù)向右運動，直到彈簧伸長量達到最大的過程答 案 ： A 3.(2014 年 新 課 標 卷)取水平地面為重力勢能零點.

4、一物塊從某一高度水平拋出，在拋出點其動能與重力勢能恰好相等.不計空氣阻力. 該物塊落地時的速度方向與水平方向的夾角為( )答 案 ： B 考 點 1 機 械 能 守 恒 的 條 件 及 判 斷 方 法 重 點 歸 納1.守恒條件只有重力或系統(tǒng)內的彈力做功.可以從兩個方面理解：(1)只受重力作用.例如在不考慮空氣阻力的情況下的各種拋體運動，物體的機械能守恒.(2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或彈力做功.例如物體沿光滑的曲面下滑，受重力和曲面的支持力作用，但曲面的支持力不做功，物體的機械能守恒. 2.判斷方法(1)利用機械能的定義判斷(直接判斷)：若物體動能、勢能之和不變，機械能守恒.(2)

5、利用守恒條件判斷：若物體或系統(tǒng)只有重力(或內力的彈力)做功，則機械能守恒.(3)用能量轉化來判斷：若物體或系統(tǒng)中只有動能和勢能的相互轉化而無機械能與其他形式的能的轉化，則物體系統(tǒng)機械能守恒. 典 例 剖 析例 1：一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落，到最低點時距水面還有數米距離.假定空氣阻力可忽略，運A.運動員到達最低點前重力勢能始終減小B.蹦極繩張緊后的下落過程中，彈性力做負功，彈性勢能增加C.蹦極過程中，運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機械能守恒D.蹦極過程中，重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關 思 維 點 撥 ：在判斷機械能是否守恒時，要嚴格把握守恒條件，注意重力勢能和彈

6、性勢能的系統(tǒng)性.解 析 ： 運 動 員 到 達 最 低 點 過 程 中 ， 重 力 始 終 做 正 功 ， 所 以重 力 勢 能 始 終 減 少 ， A 項 正 確 .蹦 極 繩 張 緊 后 的 下 落 過 程 中 ， 彈性 力 做 負 功 ， 彈 性 勢 能 增 加 ， B 項 正 確 .蹦 極 過 程 中 ， 運 動 員 、地 球 和 蹦 極 繩 所 組 成 的 系 統(tǒng) ， 只 有 重 力 和 彈 力 做 功 ， 所 以 機 械能 守 恒 ， C 項 正 確 .重 力 勢 能 的 改 變 與 重 力 勢 能 零 點 的 選 取 無 關 ，D 項 錯 誤 .答 案 ： D備 考 策 略 ：要

7、熟練掌握機械能是否守恒的判斷方法，這樣才能正確運用機械能守恒定律解題. 【 考 點 練 透 】1.(2014 年 新 課 標 卷)如圖 5-3-2 所示，一質量為 M 的光滑大圓環(huán)，用一細輕桿固定在豎直平面內；套在大環(huán)上質量為m 的小環(huán)(可視為質點)，從大環(huán)的最高處由靜止滑下.重力加速度大小為 g.當小環(huán)滑到大環(huán)的最低點時，大環(huán)對輕桿拉力的大小為( )圖 5-3-2B.MgmgD.Mg10mgA.Mg5mgC.Mg5mg答 案 ： C 2.如圖 5-3-3 所示，斜劈劈尖頂著豎直墻壁靜止于水平面上，現將一小球從圖示位置靜止釋放，不計一切摩擦，則在小)球從釋放到落至地面的過程中，下列說法正確的是

8、(A.斜劈對小球的彈力不做功B.斜劈與小球組成的系統(tǒng)機械能守恒C.斜劈的機械能守恒D.小球重力勢能減小量等于斜劈動能的圖 5-3-3增加量答 案 ： B 考 點 2 機 械 能 守 恒 定 律 的 應 用 重 點 歸 納用機械能守恒定律解題的基本思路圖 5-3-4 典 例 剖 析 圖 5-3-5(1)小球被拋出時的速度 v0.(2)小球到達半圓軌道最低點 B 時，對軌道的壓力大小.(3)小球從 C 到 D 過程中克服摩擦力做的功 W. 思 維 點 撥 ： (1)小球到達A 點的速度沿A 點的切線方向，與DC 斜面平行.(2)小球由A 點運動到B 點的過程中機械能守恒.(3)小球在斜面CD 上克

9、服摩擦力做的功對應小球損失的機械能. 解 ： (1)小 球 到 達 A 點 時 ， 速 度 與 水 平 方 向 的 夾 角 為 ， 如圖 5-3-6 所 示 . 圖 5-3-6設 豎 直 方 向 的 速 度 為 vy，則 有 【 考 點 練 透 】3.(2015 年 北 京 朝 陽 區(qū) 二 模 )如圖 5-3-7 所示，輕桿長為 L和端點 B 各固定一質量均為 m1 kg 的小球，使桿從水平位置無初速釋放擺下.求當桿轉到豎直位置時，(1)B 球的速度.(2)在此過程中輕桿對 A 球所做的功(g10 m /s2).圖 5-3-7 解 ： (1)在 轉 動 過 程 中 ， A、 B 兩 球 的 角

10、 速 度 相 同 ， 設 A 球的 速 度 為 vA， B球 的 速 度 為 vB， 則 有由 A、 B 和 桿 組 成 的 系 統(tǒng) 機 械 能 守 恒 ， 由 機 械 能 守 恒 定 律 ，并 選 最 低 點 所 在 平 面 為 零 勢 能 參 考 平 面 ， 在 轉 動 過 程 中 有聯 立 兩 式 結 合 可 以 求 出 4.(2015 年 天 津 南 開 中 學 模 擬 )如圖5-3-8 所示，壓力傳感器能測量物體對其正壓力的大小，現將質量分別為 M、m 的物塊和小球通過輕繩固定，并跨過兩個水平固定的定滑輪(滑輪光滑且較小)，當小球在豎直面內左右擺動且高度相等時，物塊始終沒有離開水平放

11、置的傳感器.已知小球擺動偏離豎直方向的最大角度為，滑輪 O 到小球間輕繩長度為 l，重力加速度為 g，求：(1)小球擺到最低點速度大小.圖 5-3-8 解 ： (1)小 球 下 擺 過 程 中 只 有 重 力 做 功 ， 小 球 的 機 械 能 守 恒 ，由 機 械 能 守 恒 定 律 得 ：(2)小 球 在 最 低 點 時 ， 壓 力 傳 感 器 的 示 數 為 0，則 輕 繩 的 拉 力 大 小 F Mg對 小 球 在 最 低 點 應 用 牛 頓 第 二 定 律 得 ： 易 錯 點 系 統(tǒng) 機 械 能 守 恒 的 判 斷例 3： (多 選 )如圖 5-3-9 所示，質量分別為 m 和 2m

12、 的兩個小球 A、B，中間用輕質細桿相連，在桿的中點 O 處有一固定轉動軸，把桿置于水平位置后釋放，在 B 球順時針擺動到最低位置的過程中( )圖 5-3-9 A.B 球的重力勢能減少，動能增加，B 球和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒B.A 球的重力勢能增加，動能也增加，A 球和地球組成的系統(tǒng)機械能不守恒C.A 球、B 球和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒D.A 球、B 球和地球組成的系統(tǒng)機械能不守恒 正 解 分 析 ： B 球 從 水 平 位 置 下 擺 到 最 低 位 置 的 過 程 中 ， 受到 重 力 和 桿 的 作 用 力 ， 桿 的 作 用 力 方 向 待 定 ， 下 擺 過 程 中 重 力勢

13、能 減 少 ， 動 能 增 加 ， 但 機 械 能 是 否 守 恒 不 確 定 .A 球 在 B 球 下擺 過 程 中 ， 重 力 勢 能 增 加 ， 動 能 增 加 ， 機 械 能 增 加 .由 于 A、 B系 統(tǒng) 只 有 重 力 做 功 ， 系 統(tǒng) 機 械 能 守 恒 ， A 球 機 械 能 增 加 ， B 球機 械 能 一 定 減 少 .所 以 B、 C 選 項 正 確 .答 案 ： BC 指 點 迷 津 ： (1)對于相互作用的整體，在進行能量轉化時，單獨一個物體機械能一般不守恒，但系統(tǒng)機械能守恒，可利用機械能守恒定律“轉移式”對系統(tǒng)列方程求解相關量.(2)對于繩索、鏈條、液體、長桿等

14、這類研究對象，不能當成質點處理時，正確確定其重心位置是解決有關問題的關鍵，一般情況下需分段考慮系統(tǒng)各部分的重力勢能，對于參考平面的選取，以系統(tǒng)初、末狀態(tài)的重力勢能便于表達為宜. 【 觸 類 旁 通 】(多 選 ， 2015 年 遼 寧 本 溪 聯 考 改 編 )如圖 5-3-10 所示，蹦床是青少年喜歡的一種體育活動，蹦床邊框用彈簧固定有彈性網角，運動員從最高點落下直至最低點的過程中，不計一切阻力，則下列說法正確的是( )A.運動員的機械能守恒B.對運動員、蹦床和地球所組成的系統(tǒng)機械能守恒圖 5-3-10C.重力勢能的減少量等于彈性勢能的增加量D.重力做功等于運動員動能的增加答 案 ： BC