《2018版高考物理大一轮复习 第五章 机械能 基础课3 机械能守恒定律及其应用课件 粤教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高考物理大一轮复习 第五章 机械能 基础课3 机械能守恒定律及其应用课件 粤教版（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基础课础课 3 机械能守恒定律及其应应用 知识点一 重力做功与重力势能 1 重力做功的特点 1 重力做功与 无关 只与运动动物体的 和 的位置有关 2 重力做功不引起物体 的变变化 2 重力做功与重力势势能变变化的关系 1 定性关系 重力对对物体做正功 重力势势能就 重力 对对物体做负负功 重力势势能就 2 定量关系 重力对对物体做的功 物体重力势势能的 量 即WG Ep2 Ep1 Ep1 Ep2 3 重力势势能的变变化量是绝对绝对 的 与参考面的选选取 路径 Ep 机械能 减小 增加 减小 无关 等于 起点终终点 3 弹弹性势势能 1 概念 物体由于发发生 而具有的能 2 大小 弹弹簧的弹弹
2、性势势能的大小与形变变量及劲劲度系数有关 弹弹簧的形变变量 劲劲度系数 弹弹簧的弹弹性势势 能越大 3 弹弹力做功与弹弹性势势能变变化的关系 类类似于重力做功与重 力势势能变变化的关系 用公式表示 W 弹弹性形变变 越大 Ep 越大 知识识点二 机械能守恒定律及应应用 1 机械能 和 统统称为为机械能 其中势势能包括 和 2 机械能守恒定律 1 内容 在只有 做功的情形下 物体的动动能和重力势势 能发发生相互转转化 而机械能的总总量 3 守恒条件 只有重力或弹弹簧的弹弹力做功 动动能势势能 弹弹性势势能重力势势能 重力 保持不变变 思考判断 1 重力势能的大小及变化与零势能面的选取有关 2 重
3、力做的功与路径有关 3 发生弹性形变的物体都具有弹性势能 4 弹簧弹力做正功时 弹性势能增加 5 物体所受的合外力为零 物体的机械能一定守恒 6 做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 7 做曲线运动的物体机械能可能守恒 答案 1 2 3 4 5 6 7 对对机械能守恒的理解与判断 1 利用机械能的定义义判断 直接判断 分析动动能和势势能的和是否变变化 2 用做功判断 若物体或系统统只有重力 或弹弹簧的弹弹力 做功 或有其他力做 功 但其他力做功的代数和为为零 则则机械能守恒 3 用能量转转化来判断 若物体系统统中只有动动能和势势能的相互转转化而无机械能与其他 形式的能的转转化 则则物体系统统机械
4、能守恒 1 物体机械能守恒的判断 多选 如图图1所示 在两个质质量分别别 为为m和2m的小球a和b之间间 用一根长为长为 L的轻轻杆连连接 杆的 质质量不计计 两小球可绕绕穿过过杆中心O的水平轴轴无摩擦地转转 动动 现让轻现让轻 杆处处于水平位置 然后无初速度释释放 重球b向 下 轻轻球a向上 产产生转动转动 在杆转转至竖竖直的过过程中 图图1 A b球的重力势势能减少 动动能增加 B a球的重力势势能增加 动动能增加 C a球和b球的总总机械能守恒 D a球和b球的总总机械能不守恒 解析 a b两球组组成的系统统中 只存在动动能和重力势势能的相互 转转化 系统统的机械能守恒 选项选项 C正确
5、 D错误错误 其中a球的动动 能和重力势势能均增加 机械能增加 轻轻杆对对a球做正功 b球的 重力势势能减少 动动能增加 总总的机械能减少 轻轻杆对对b球做负负 功 选项选项 A B正确 答案 ABC 2 含有弹弹簧的系统统机械能守恒的判断 2017 云南昆明三中 玉溪一中统统考 如图图2所示 固定的倾倾斜光滑杆上套有一个质质 量为为m的小球 小球与一轻质弹轻质弹 簧一端相连连 弹弹簧的另一端 固定在地面上的A点 已知杆与水平面之间间的夹夹角 45 当 小球位于B点时时 弹弹簧与杆垂直 此时弹时弹 簧处处于原长长 现让现让 小球自C点由静止释释放 在小球滑到杆底端的整个过过程中 关于小球的动动
6、能 重力势势能和弹弹簧的弹弹性势势能 下列说说法 正确的是 A 小球的动动能与重力势势能之和保持不变变 B 小球的动动能与重力势势能之和先增大后减小 C 小球的动动能与弹弹簧的弹弹性势势能之和保持不变变 D 小球的重力势势能与弹弹簧的弹弹性势势能之和保持不变变 图图2 解析 小球与弹弹簧组组成的系统统在整个过过程中 机械能守恒 弹弹 簧原长时弹长时弹 性势势能为为零 小球从C到最低点过过程中 弹弹簧的弹弹 性势势能先减小后增大 所以小球的动动能与重力势势能之和先增大 后减小 A项错项错 B项项正确 小球的重力势势能不断减小 所以 小球的动动能与弹弹簧的弹弹性势势能之和不断增大 C项错项错 小球
7、的 初 末动动能均为为零 所以上述过过程中小球的动动能先增大后减小 所以小球的重力势势能与弹弹簧的弹弹性势势能之和先减小后增大 D项错项错 答案 B 判断机械能守恒应应注意的 两点 1 机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零 更不是合外 力为零 只有重力或弹力做功 不等于 只受重力或弹力作 用 2 对于一些绳子突然绷紧 物体间碰撞等情况 除非题目特 别说明 否则机械能必定不守恒 反思总结总结 机械能守恒定律的应应用 机械能守恒的三种表达式 表达式物理意义注意事项 守 恒 观 点 Ek1 Ep1 Ek2 Ep2或 E1 E2 系统初状态的 机械能等于末状 态的机械能 要先选取零势能 参考平面 并
8、且在 整个过程中必须 选取同一个零势 能参考平面 转 化 观 点 Ek Ep 系统的机械能 守恒时 系统 增加 或减少 的 动能等于系统 减少 或增加 的 势能 转移 观点 EA增 EB减 若系统由A B两部分 组成 当系统的机械 能守恒时 则A部分机 械能的增加量等于B部 分机械能的减少量 1 单单物体机械能守恒 2016 山西右玉一模 一小球以一定的初 速度从图图示位置进进入光滑的轨轨道 小球先进进入圆轨圆轨 道1 再 进进入圆轨圆轨 道2 圆轨圆轨 道1的半径为为R 圆轨圆轨 道2的半径是轨轨道 1的1 8倍 小球的质质量为为m 若小球恰好能通过轨过轨 道2的最 高点B 则则小球在轨轨道
9、1上经过经过 A处时对轨处时对轨 道的压压力为为 A 2mg B 3mg C 4mg D 5mg 图图3 答案 C 2 多物体机械能守恒 2017 泰州一模 如图图4所示 在倾倾角为为 30 的光滑斜面上 一劲劲度系数为为k 200 N m的轻质弹轻质弹 簧一 端连连接固定挡挡板C上 另一端连连接一质质量为为m 4 kg的物体 A 一轻细绳轻细绳 通过过定滑轮轮 一端系在物体A上 另一端与质质 量也为为m的物体B相连连 细绳细绳 与斜面平行 斜面足够长够长 用 手托住物体B使绳绳子刚刚好没有拉力 然后由静止释释放 求 图图4 1 弹弹簧恢复原长时细绳长时细绳 上的拉力 2 物体A沿斜面向上运动
10、动多远时获远时获 得最大速度 3 物体A的最大速度的大小 解析 1 恢复原长时长时 对对B有mg T ma 对对A有T mgsin 30 ma 解得T 30 N 答案 1 30 N 2 20 cm 3 1 m s 1 用机械能守恒定律解题题的基本思路 方法技巧 2 机械能守恒定律的应应用技巧 1 机械能守恒定律是一种 能 能转化 关系 其守恒 是有条件的 因此 应用时首先要对研究对象在所研究的 过程中机械能是否守恒做出判断 2 如果系统 除地球外 只有一个物体 用守恒观点列方程较 方便 对于由两个或两个以上物体组成的系统 用转化或 转移的观点列方程较简便 1 2016 海南单单科 3 如图图5
11、 光滑圆轨圆轨 道固定 在竖竖直面内 一质质量为为m的小球沿轨轨道做完 整的圆圆周运动动 已知小球在最低点时对轨时对轨 道 的压压力大小为为N1 在最高点时对轨时对轨 道的压压力 大小为为N2 重力加速度大小为为g 则则N1 N2的 值为值为 图图5 A 3mg B 4mg C 5mg D 6mg 答案 D 2 2015 天津理综综 5 如图图6所示 固定的竖竖直光 滑长长杆上套有质质量为为m的小圆环圆环 圆环圆环 与水 平状态态的轻质弹轻质弹 簧一端连连接 弹弹簧的另一端 连连接在墙墙上 且处处于原长长状态态 现让圆环现让圆环 由 静止开始下滑 已知弹弹簧原长为长为 L 圆环圆环 下滑 到最
12、大距离时弹时弹 簧的长长度变为变为 2L 未超过弹过弹 性 限度 则则在圆环圆环 下滑到最大距离的过过程中 图图6 答案 B 3 2017 河北廊坊质质量监测监测 如图图7所示 重10 N的滑块块在倾倾 角为为30 的斜面上 从a点由静止开始下滑 到b点开始压缩压缩 轻弹轻弹 簧 到c点时时达到最大速度 到d点 图图中未画出 开始 弹弹回 返回b点离开弹弹簧 恰能再回到a点 若bc 0 1 m 弹弹簧弹弹性势势能的最大值为值为 8 J 则则下列说说法正确的是 图图7 A 轻弹轻弹 簧的劲劲度系数是50 N m B 从d到b滑块块克服重力做功8 J C 滑块块的动动能最大值为值为 8 J D 从
13、d点到c点弹弹簧的弹弹力对对滑块块做功8 J 解析 整个过过程中 滑块块从a点静止释释放后还还能回到a点 说说明 机械能守恒 即斜面是光滑的 滑块块到c点速度最大 所受合力 为为零 由平衡条件和胡克定律有kxbc mgsin 30 解得k 50 N m A项项正确 由d到b的过过程中 弹弹簧弹弹性势势能一部分转转化 为为重力势势能 一部分转转化为动为动 能 B项错项错 滑块块由d到c点过过程 中 滑块块与弹弹簧组组成的系统统机械能守恒 弹弹簧弹弹性势势能 一部 分转转化为为重力势势能 一部分转转化为动为动 能 故到c点时时最大动动能 一定小于8 J C项错项错 又弹弹性势势能减少量小于8 J 所以弹弹力 对对滑块块做功小于8 J D项错项错 答案 A 图图8 1 求小球在B A两点的动动能之比 2 通过计过计 算判断小球能否沿轨轨道运动动到C点 答案 1 5 1 2 能 理由见见解析
