《《高考风向标》高考物理一轮复习 专题五 第3讲 机械能守恒定律课件（通用）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《高考风向标》高考物理一轮复习 专题五 第3讲 机械能守恒定律课件（通用）（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 3 讲 机械能守恒定律,考点 1,机械能、机械能守恒定律,1重力势能：物体由于被举高而具有的能,减小,2重力做功与重力势能的关系：重力做功与_无关， 只与始末位置的高度差有关重力对物体做正功，重力势能就 _；重力对物体做负功，重力势能就_重力对物体做,的功等于物体重力势能的减少量，即 WG(Ep2Ep1),增加,路径,3弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量 4弹力做功与弹性势能的关系：弹力做_，弹性势能 减小；弹力做_，弹性势能增加弹力对物体做的功等于弹,负功,性势能的减少量，即 W 弹(Ep2Ep1) 5机械能：_和势能统称为机械能,6机械能守恒定律,重力,弹力,1)内容：在只有_
2、或_做功的物体系统内，动能与 势能相互转化，而总的机械能保持不变 (2)判断机械能是否守恒的方法 根据力做功判断，系统内只有重力做功或弹力做功，机 械能守恒,正功,动能,根据能的转化判断，只发生系统内势能与动能的转化， 机械能守恒 1(单选)(2010 年上海卷)高台滑雪运动员腾空跃下，如果 不考虑空气阻力，则下落过程中该运动员机械能的转换关系是,C,A动能减少，重力势能减少 B动能减少，重力势能增加 C动能增加，重力势能减少 D动能增加，重力势能增加 解析：高度降低，重力做功，重力势能减少，动能增大 C 正确,2(双选)(2011 年执信、深外、中山一中联考)如图 531 所示，小球自 a
3、点由静止自由下落，到 b 点时与弹簧接触，到 c 点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球,由 abc 的运动过程中,BD,图 531,A小球的机械能守恒 B小球和弹簧总机械能守恒 C小球在 b 点时动能最大 D小球 bc 的运动过程中加 速度先减小后增加,考点2,机械能守恒定律的应用,1机械能守恒定律的三种表达式 (1)从守恒的角度：选取某一平面为零势能面，如果含有弹 簧则弹簧处于原长时弹性势能为零，系统末状态的机械能和初 状态的机械能相等，即 Ek2Ep2Ek1Ep1. (2)从能量转化的角度：系统的动能和势能发生相互转化时， 若系统势能的减少量等于系统动能的增加量，系统机械
4、能守恒， 即EpEk,3)从能量转移的角度：系统中有 A、B 两个物体(或更多物 体)，若 A 机械能的减少量等于 B 机械能的增加量，系统机械能 守恒，即EA减EB增,2利用机械能守恒定律解题的一般思路 (1)选取研究对象物体或系统,2)根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析,判断机械能是否守恒,3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末态,时的机械能,4)选取方便的机械能守恒定律的方程形式(Ek1Ep1Ek2 Ep2、EkEp 或EAEB)进行求解,3(单选)如图 532 所示，一很长的、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，
5、 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( 图 532,B,Ah,B1.5h,C2h,D2.5h,4长为 L、质量分布均匀的绳子，对称地悬挂在轻小的定 滑轮上，如图 533 所示轻轻地推动一下，让绳子滑下， 那么当绳子离开滑轮的瞬间，绳子的速度为多少,图 533,解：如图 23，由机械能守恒定律，取小滑轮处为零势能面 图 23,热点,机械能守恒定律与曲线运动结合,例 1】(2011 年清远清城区一模)在游乐节目中，选手需要 借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，小明和小阳观看后 对此进行了讨论如图 534 所示，
6、他们将选手简化为质量 m60 kg 的质点，选手抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直 方向夹角53，绳的悬挂点 O 距水面的高度为 H3 m不考 虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深 取重力加速度 g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6. (1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小 F,2)若绳长 l2 m，选手摆到最高点时松手落入水中设水 对选手的平均浮力 f1800 N，平均阻力 f2700 N，求选手落入 水中的深度 d,3)若选手摆到最低点时松手， 小明认为绳越长，在浮台上 的落点距岸边越远；小阳认为绳越短，落点距岸边越远请通 过推算说明你的观点,图 53
7、4,这一类问题要认真分析题意，看清有哪些过,程，过程中力以及力做功情况，机械能是否守恒一般运用机 械能守恒定律求速度，再结合曲线运动规律求其他物理量,1(2010 年揭阳二模)如图 535 所示，位于竖直平面内 的轨道，由一段斜直轨道和圆形轨道分别与水平面相切连接而 成，各接触面都是光滑的，圆形轨道的半径为 R.一质量为 m 的 小物块从斜轨道上 A 点处由静止开始下滑，恰好通过圆形轨道 最高点 D(是一种临界状态)物块通过轨道连接处 B、C 时无机 械能损失求,1)小物块通过 D 点时的速度 vD 的大小,2)小物块通过圆形轨道最低点 C 时轨道对物块的支持力 F,的大小,3)A 点距水平面
8、的高度 h,图 535,易错点：从能量转化观点解决机械能守恒问题 【例 1】(双选)如图 536，质量分别为 m 和 2m 的两个 小球 A 和 B，中间用轻质杆相连，在杆的中点 O 处有一固定转 动轴，把杆置于水平位置后释放，在 B 球顺时针摆动到最低位,置的过程中,图 536,AB 球的重力势能减少，动能增加，B 球和地球组成的系,统机械能守恒,BA 球的重力势能增加，动能也增加，A 球和地球组成的,系统机械能不守恒,CA 球、B 球和地球组成的系统机械能守恒 DA 球、B 球和地球组成的系统机械不守恒,错解分析：B 球下摆过程中受重力、杆的拉力作用拉力 不做功，只有重力做功，所以 B 球
9、重力势能减少，动能增加， 机械能守恒，A 正确,同理，A 球机械能守恒，B 错误；因为 A、B 系统只有重力,做功，系统机械能守恒故 C 选项正确,答案：BC,B 球摆到最低位置过程中，重力势能减少，动能增加，但 不能由此确定机械能守恒错解中认为杆施的力沿杆方向，这 是造成错解的直接原因杆施力的方向并不总指向沿杆的方向， 本题中就是如此杆对 A、B 球既有沿杆的法向力，也有与杆垂 直的切向力所以杆对 A、B 球施的力都做功，A 球、B 球的机 械能都不守恒,正确解析：B 球从水平位置下摆到最低点过程中，受重力 和杆的作用力，杆的作用力方向待定下摆过程中重力势能减 少，动能增加，但机械能是否守恒
10、不确定A 球在 B 下摆过程 中，重力势能增加，动能增加，机械能增加由于 A、B 系统只 有重力做功，系统机械能守恒，A 球机械能增加，B 球机械能一 定减少所以 B、C 选项正确,在分析机械能是否守恒时可以看力做功和能 的转化本题中 B 球下落初看起来重力势能减小，动能增大似 乎 B 球机械能守恒，但 B 球除受重力以外还有杆的弹力，杆的 弹力不像绳，方向并不一定沿杆的方向，即在做圆周运动时杆 的弹力可能做功，所以 B 球机械能不一定守恒再看 A 球的动 能增加了，势能也增加了，A 球的能量哪里来的呢？只能是杆 对 A 球做功而来，所以 B 球受到的杆的弹力也做功所以对 A、 B 单个物体来
11、说，机械能都不守恒但杆并不存在弹性势能， 所以对 A、B 系统来说，只有动能与重力势能的转化，机械能守 恒,1(双选)如图 537 所示，一根不可伸长的轻绳两端分 别系着小球 A 和物块 B，跨过固定于斜面体顶端的小滑轮 O， 倾角为 30的斜面体置于水平地面上A 的质量为 m，B 的质量 为 4m.开始时，用手托住 A，使 OA 段绳恰处于水平伸直状态(绳 中无拉力)，OB 绳平行于斜面，此时 B 静止不动将 A 由静止 释放，在其下摆过程中，斜面体始终保持静止，下列判断中正,确的是,图 537,A物块 B 受到的摩擦力先减小后增大 B物块 B 受到的摩擦力一直增大 C小球 A 的机械能守恒 D小球 A 的机械能不守恒,答案：AC
