《2011世纪金榜 高考物理一轮复习 4.3 机械能守恒定律及其应用课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2011世纪金榜 高考物理一轮复习 4.3 机械能守恒定律及其应用课件.ppt（127页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,1.(2010厦门模拟)如图4-3-1所示， 质量为m的物体静止在地面上，物体 上面连着一个轻弹簧，用手拉住弹 簧上端将物体缓慢提高h，不计弹 簧的质量，则人对弹簧做的功应（ ） A.等于mgh B.大于mgh C.小于mgh D.无法确定,【解析】选B.人对弹簧做的功应等于物体重力势能的增加和弹簧弹性势能的增加之和，物体的重力势能增加了mgh，所以人做的功应大于mgh.,2.（2010攀枝花模拟）将质量为100 kg的物体从地面提升到10 m高处,在这个过程中,下列说法中正确的是(取g=10 m/s2)( ) A.重力做正功,重力势能增加1.0104 J B.重力做正功,重力势能减少1.0
2、104 J C.重力做负功,重力势能增加1.0104 J D.重力做负功,重力势能减少1.0104 J,【解析】选C.由于重力的方向和物体上升的位移方向 相反,故重力做负功,物体的重力势能增加.由W=-mgh =-1.0104 J，重力势能增加1.0104 J,故C正确.,3.如图4-3-2所示，具有初速度的物 块，在沿倾角为30的粗糙斜面向 上运动的过程中，受一个恒定的沿 斜面向上的拉力F作用，这时物块加 速度的大小为4 m/s2，方向沿斜面向下. 那么在物块向上运动的过程中，正确的说法是（） A.物块的机械能一定增加 B.物块的机械能一定减少 C.物块的机械能有可能不变 D.物块的机械能可
3、能增加也可能减少,【解析】选A.重力产生的沿斜面向下的加速度a=gsin30=5 m/s2，而物体实际加速度为4 m/s2,所以力F与摩擦力的合力方向沿斜面向上做正功，机械能增加，故A正确.,4.用一根长为L的细线，一端固定在 天花板上，另一端拴一个质量为m的 小球.现使细线偏离竖直方向角后， 从A处无初速度释放小球， 如图4-3-3所示，试求： （1）小球摆到最低点O时的速度大小. （2）小球摆到左方的最大高度（相对最低点）.,【解析】,答案：,【例1】如图4-3-4，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点，另一端系一小球.给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动，在此过程中 A.小球
4、的机械能守恒 B.重力对小球不做功 C.绳的张力对小球不做功 D.在任何一段时间内， 小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少,【思路点拨】解答该题时应注意以下三点：,【自主解答】选C.小球受重力、拉力、斜面的支持力和摩擦力，小球克服摩擦力做功，机械能减少，A错；重力做功，B错；绳子的拉力与小球的运动方向垂直，始终不做功，故C正确；小球动能的减少等于克服摩擦力和重力所做的总功，所以D错.,【变式训练】（2009广东高考）如图4-3-5所示，用一轻绳系一小球悬于O点.现将小球拉至水平位置，然后释放，不计阻力.小球下落到最低点的过程中，下列表 述正确的是（ ） A.小球的机械能守恒 B.小球所
5、受的合力不变 C.小球的动能不断减小 D.小球的重力势能增加,【解析】选A.由于球下落过程中只有重力做功，机械能守恒，A正确；小球受到的合力大小、方向都发生变化，B错；小球在下落到最低点的过程中，重力势能逐渐转化为动能，其动能增大，重力势能减小，C、D均错.,【例2】（10分）如图4-3-6所示，倾角为的光滑斜面上放有两个质量均为m的小球A和B，两球之间用一根长为L的轻杆相连，下面的小球B离斜面底端的高度为h.两球从静止开始下滑，不计球与地面碰撞时的机械能损失，且地面光滑，求：,（1）两球都进入光滑水平面时两小球运动的速度大小； （2）此过程中杆对B球所做的功.,【思路点拨】解答本题时要注意以
6、下三点：,【标准解答】,【互动探究】试求轻杆对A球所做的功.,【例3】(2010长沙模拟)一个高尔夫球静止于平坦的地面上,在t=0时球被击出,飞行中球的速率与时间的关系如图4-3-7所示.若不计空气阻力的影响,根据图象提供的信息无法求出的是,A.高尔夫球在何时落地 B.高尔夫球可上升的最大高度 C.人击球时对高尔夫球做的功 D.高尔夫球落地时离击球点的距离,【思路点拨】解答本题关键抓住以下两点:,【自主解答】,【变式训练】（2010泉州模拟）如图4-3-8所示，一轻质弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬挂点等高的地方无初速度释放，让其自由摆下，不计空气阻力，重物在摆向最低点的位 置的过
7、程中（ ） A.重物重力势能减小 B.重物重力势能与动能之和增大 C.重物的机械能不变 D.重物的机械能增加,【解析】选A.物体从水平位置释放后，在向最低点运动时，物体的重力势能不断减小，动能不断增大,弹簧不断被拉长，弹性势能变大.所以物体减少的重力势能一部分转化为自身的动能，另一部分转化为弹簧的弹性势能.对整个系统机械能守恒，而对重物来说，机械能减少，A对，B、C、D错.,【例4】如图所示，AB为光滑的水平面，BC是倾角为的足够长的光滑斜面（斜面体固定不动）.AB、BC间用一小段光滑圆弧轨道相连.一条长为L的均匀柔软链条开始时静止的放在ABC面上，其一端D至B的距离为L-a.现自由释放链条，
8、则：,（1）链条下滑过程中，系统的机械能是否守恒？简述理由； （2）链条的D端滑到B点时，链条的速率为多大？,【思路点拨】,【标准解答】,答案：,1.（2008江苏T7改编）如图4-3-9所示，两光滑斜 面的倾角分别为30和45，质量分别为2m和m的两 个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接（不计滑轮的 质量和摩擦），分别置于两个斜面上并由静止释放； 若交换两滑块位置，再由静止释放.则在上述两种情形 中正确的有（ ）,A.质量为2m的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面下滑的力和斜面的支持力的作用 B.质量为m的滑块均沿斜面向上运动 C.绳对质量为m的滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力 D.系统在运动中机
9、械能减小,【命题意图】考查物体的受力分析、力的平衡、机械能守恒等知识，通过分析物体的受力情况判断物体的运动情况.,【解析】选B.质量为2m的物体受到重力、斜面支持力、绳的拉力共三个力，没有下滑力，所以A错误；2m、m的物体互换前，2m重力沿斜面的分力为2mgsin30大于m重力沿斜面的分力mgsin45，所以m上滑（2m下滑），2m、m互换后，2m重力沿斜面的分力更要大于m重力沿斜面的分力，所以仍是m上滑（2m下滑），因此B项正确；绳对滑块的拉力与滑块对绳的拉力是作用力与反作用力应等大反向，所以C错误；对2m、m与地球构成的系统，只有重力做功.绳的拉力是系统内部弹力，能量没有向外界传递，机械能
10、是守恒的，故D错误.,2.（2008全国卷T18） 如图4-3-10，一根长的、不可伸 长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮， 绳两端各系一小球a和b.a球质量 为m，静置于地面；b球质量为3m， 用手托住，高度为h，此时轻绳 刚好拉紧.从静止开始释放b后， a可能达到的最大高度为（ ） A.h B.1.5h C.2h D.2.5h,【命题意图】考查考生对机械能守恒条件的理解情况，以及运用机械能守恒的不同表达形式求解与机械能守恒相关问题的能力，题目情景新颖，过程复杂，突出能力的考查.,【解析】,3.(2009浙江T24)某校物理兴趣小组决定举行摇控赛车比赛.比赛路径如图4-3-11所示，赛车从起点A出发
11、，沿水平直线轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道，离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动,到C点，并能越过壕沟.已知赛车质量 m=0.1 kg,通电后 以额定功率 P=1.5 W工作，进入竖直圆轨道前受到的阻 力恒为0.3 N,随后在运动中受到的阻力均可不计.图中 L=10.00 m,R=0.32 m,h=1.25 m,s=1.5 m.问：要使赛车 完成比赛，电动机至少工作多长时间？（取g= 10 m/s2）,【命题意图】考查牛顿运动定律、平抛运动、动能定理、机械能守恒定律的综合应用，考查推理能力和分析综合能力.,【解析】,答案：,质量为50 kg的男孩在距离河面40 m高的桥上
12、做“蹦极跳”，未拉伸前，长度为15 m的弹性绳AB一端缚着他的双脚，另一端则固定在桥上的A点，如图4-3-12甲所示，男孩从桥面下坠，达到的最低点为水面上的一点D，假定绳在整个运动中遵循胡克定律.不计空气阻力、男孩的身高和绳的重力（g取10 m/s2）.男孩的速率v跟下落的距离h的变化关系如图乙所示.问：,（1）当男孩在D点时，求绳所储存的弹性势能； （2）绳的劲度系数是多少？ （3）就男孩在AB、BC、CD期间的运动，试讨论作用于男孩的力.,【解析】（1）Ek=mghAD-Ep=0 所以Ep=mghAD=2104 J （2）当v=vm=20 m/s（C点为平衡位置）时，有 mg=kx=k(2
13、3-15), 所以 （3）AB间仅受重力作用，BC间受重力与弹力作用，且重力大于弹力，CD间弹力大于重力，重力的方向竖直向下，弹力的方向竖直向上.,一、选择题（本大题共10小题，每小题7分，共70分,每小题只有一个选项符合题意） 1.如图1所示，某人以平行斜面的拉力将物体沿斜面拉下，拉力大小等于摩擦力大小.则下列说法正确的 是（ ） A.物体匀速下滑 B.合外力对物体做的功等于零 C.物体的机械能减少 D.物体的机械能保持不变,【解析】选D.由于物体所受合外力不为零，所以A、B均错误；又因为物体下滑过程中，除重力做功外，拉力与摩擦力做功之和为零，所以物体的机械能保持不变，选项C错误，D正确.,
14、2.下列与能量有关的说法正确的是（ ） A.做平抛运动的物体在相等时间内动能的增量相同 B.做匀变速直线运动的物体的机械能一定不守恒 C.在竖直平面内做匀速圆周运动的物体机械能不守恒 D.卫星绕地球做圆周运动的轨道半径越大，动能越大,【解析】选C.做平抛运动的物体，在竖直方向做自由落 体运动，相等的时间内竖直方向的位移越来越大，因此 重力做功越来越多，相等的时间内动能的增量越来越 大，A错误；物体做自由落体运动时机械能守恒，B错 误；竖直平面内做匀速圆周运动的物体，动能不变，重 力势能变化，因此机械能不守恒，C正确；由 可知，卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径越大， 速度越小，动能越小，D错误
15、.,3.(2010龙岩模拟)质量为m的物体在竖直向上的恒力F作用下减速上升了H，在这个过程中，下列说法中正确的有（ ） A.物体的重力势能减少了mgH B.物体的动能减少了FH C.物体的机械能增加了FH D.物体重力势能的增加小于动能的减少,【解析】选C.根据题意可画草图如图所示, 物体在竖直向上的恒力F作用下减速上升 了H的过程中，物体所受的重力做负功， 可知A错误;由动能定理得-mgH+FH=Ek, 动能减少了mgH-FH,B错;由功能关系得 FH=E机,机械能增加了FH，说明重力势 能的增加大于动能的减少，C对D错.,4.如图2所示，质量为m的滑块（可视为质点）在倾角为的斜面上，从a点
16、由静止下滑，到b点接触到一个轻弹簧.滑块压缩弹簧到c点开始弹回，返回b点离开弹簧，最后又回到a点，已知ab=x1,bc=x2，那么在整个过程 中（ ）,A.滑块在b点动能最大，最大值为mgx1sin B.因斜面对滑块的摩擦力做负功，滑块和弹簧组成的系统整个过程中机械能逐渐减少 C.滑块在c点时弹簧的弹性势能最大，且为mg(x1+x2)sin D.可由mgsin=kx2求出弹簧的劲度系数,【解析】选C.滑块能回到原出发点，说明整个过程中系统机械能守恒，无摩擦力做负功，B错误；由机械能守恒可得，滑块在c点时，弹簧的弹性势能最大，等于此过程中滑块重力势能的减少量，为mg（x1+x2）sin，C正确；滑块到b点以后，还要继续加速一段时间，当mgsin=kx时滑块的动能最大，然后再减速到c点，故在c点，mgsinkx2，故A、D均错误.,5.如图3所示，在两个质量分别为m和2m的小球a和b之间，用一根长为l的轻杆连接（杆质量不计），两小球
