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1、2013-2014 学年高三第一轮复习导学案16、3 机械能守恒定律及其应用机械能守恒定律及其应用编写：高三物理组编写：高三物理组一、重力势能一、重力势能1定义：物体和地球由相对位置决定的能叫重力势能，是物体和地球共有的。表达式：，与零势能面的选取有关。mghEp2对重力势能的理解（1）重力势能是物体和地球这一系统共同所有，单独一个物体谈不上具有势能重力势能是相对的，它随参考点的选择不同而不同，要说明物体具有多少重力势能，首先要指明参考点(即零点)（2）重力势能是标量，它没有方向但是重力势能有正、负此处正、负不是表示方向，而是表示比零点的能量状态高还是低零点的选择不同虽对势能值表述不同，但对物
2、理过程没有影响即势能是相对的，势能的变化是绝对的，势能的变化与零点的选择无关（3）重力做功与重力势能变化的关系：WG=mgh即 WG= -Ep= -（mgh2-mgh1） 二、弹性势能1. 发生弹性形变的物体具有的能叫做弹性势能2.弹性势能的大小跟物体形变的大小有关，EP=kx2/23. 弹性势能的变化与弹力做功的关系: W弹= - EP三、机械能守恒定律1 内容：在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。2机械能守恒定律的各种表达形式（1），即；22 21 21vmhmgmvmgh kpkpEEEE（2）KPEE（3）；021EE3对机械能守恒定律的理
3、解：（1）当研究对象是个物体时，往往根据是否“只有重力做功”来判定机械能是否守恒；当研究对象多个物体组成的系统时，往往根据是否“没有摩擦和介质阻力” （即有无机械能和其他形式的能量相互转化）来判定机械能是否守恒。（2）守恒条件中的“只有重力做功”不等于“只受重力作用” 。在该过程中，物体可以受其它力的作用，只要这些力不做功，或所做功的代数和为零，就可以认为是“只有重力做功” 。四、机械能守恒定律的应用四、机械能守恒定律的应用2013-2014 学年高三第一轮复习导学案2练习 1、判断题A、匀速运动的物体，机械能一定守恒（ ）B、做匀加速运动的物体，机械能一定不守恒（ ）C、做匀速圆周运动的物体
4、，机械能一定守恒（ ）练习 2、 如图物块和斜面都是光滑的，物块从静止沿斜面下滑过程中，物块机械能是否守恒？系统机械能是否守恒？练习 3、如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两物体 M 和 m，且 M m，不计摩擦，系统由静 止开始运动过程中 （ ） AM、m 各自的机械能分别守恒 BM 减少的机械能等于 m 增加的机械能 CM 减少的重力势能等于 m 增加的重力势能 DM 和 m 组成的系统机械能守 恒 （二） 、单个物体机械能守恒定律的应用 练习 4 如图所示，斜面轨道 AB 与水平面之间的夹角 = 53，BD 为半径 R = 4 m 的圆弧形 轨道，且 B 点与 D 点在同一水平面上，在 B 点
5、，斜面轨道 AB 与圆弧形轨道 BD 相切，整 个轨道处于竖直平面内且处处光滑，在 A 点处有一质量 m = 1 kg 的小球由静止滑下，经过 B、C 两点后从 D 点斜抛出去，最后落在地面上的 S 点时的速度大 小 vS = 8 m/s，已知 A 点距地面的高度 H = 10 m，B 点距地面的高 度 h = 5 m，设以 MDN 为分界线，其左边为一阻力场区域，右边为 真空区域，g 取 10 m/s2，cos 53 = 0.6，求： 小球经过 B 点时的速度为多大？ 小球经过圆弧轨道最低处 C 点时对轨道的压力为多大？ 小球从 D 点抛出后，受到的阻力 Ff与其瞬时速度方向始终相反，求小球
6、从 D 点到 S 点的过程中阻力 Ff所做的功（一） 、2013-2014 学年高三第一轮复习导学案3练习 5 由光滑细管组成的轨道如图所示，其中 AB 段和 BC 段是半径为 R 的四分之一圆弧， 轨道固定在竖直平面内一质量为 m 的小球，从距离水平地面高为 H 的管口 D 处静止释 放，最后能够从 A 端水平抛出落到地面上下列说法正确的是 （ ） A小球落到地面时相对于 A 点的水平位移值为 2222RRH B小球落到地面时相对于 A 点的水平位移值为 2242RRH C小球能从细管 A 端水平抛出的条件是 H 2RD小球能从细管 A 端水平抛出的最小高度 Hmin = R52（三） 、多
7、个物体组成的系统机械能守恒定律的应用 练习 6、图中滑块和小球的质量均为 m，滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动， 小球与滑块上的悬点 O 由一不可伸长的轻绳相连，轻绳长为 L，开始时，轻绳处于水平拉 直状态，小球和滑块均静止，现将小球由静止释放，当小球到达最低点时，滑块刚好被一 表面涂有黏性物质的固定挡板粘住，在极短的时 间内速度减为零，小球继续向左摆动，当 轻绳与竖直方向的夹角 = 60时小球到达最高点求： 滑块与挡板刚接触时（滑块与挡板还未相互作用）滑块与小球的速度分别为多少？ 小球从释放到第一次到达最低点的过程中，绳的拉力对小球做功的大 小（四） 、轻绳、轻杆连接物体类练习 7、
8、如图所示，质量分别为 2 m 和 3m 的两个小球固定在一根直角尺的两端 A、B，直角尺的顶点 O 处有光滑的固定转动轴。AO、BO 的长分别为 2L 和 L。开始时直角尺的 AO 部分处于水平位置而 B 在 O 的正下方。让该系统由静止开始自由转动，求：当 A 到达最低点时，A 小球的速度大小 v； B 球能上升的最大高度 h；开始转动后 B 球可能达到的最大速度 vm。v1/2Av1A 2013-2014 学年高三第一轮复习导学案4练习 8、 如图所示，一根长为，可绕轴在竖直平面内无摩擦转动的细杆，已知m1OAB，质量相等的两个球分别固定在杆的mOBmOA4 . 0;6 . 0端，由水平位
9、置自由释放，求轻杆转到竖直位置时两球的BA、速度？练习 9、如图 5 所示，质量为 m 的小球用长为 L 的细绳系于 O 点，把小球拿到 O 点正上方且使细绳拉直的位置 A 后，以的速度水平向右弹出（空气阻力不计）vgL2（1）小球从弹出至下落到与 O 点等高的位置这一过程中，小球做什么运动，请说明理由；（2）求小球到达最低点时细绳上的拉力大小。（五） 、易形变类练习 9 、如图所示，半径为的光滑半圆上有两个小球，质量分RBA、别为，由细线挂着，今由静止开始无初速度自由释放，求小球Mm和升至最高点时两球的速度？ACBA、练习 10、如图所示，均匀铁链长为，平放在距离地面高为的光滑水平面LL2上，其长度的悬垂于桌面下，从静止开始释放铁链，求铁链下端刚要着地时51的速度？【例 5】 如图所示，粗细均匀的 U 形管内装有总长为 4L 的水。开始时阀门 K 闭合，左右支管内水面高度差为 L。打开阀门 K 后，左右水面刚好相平时左管液面的速度是多大？（管的内部横截面很小，摩擦阻力忽略不计）A v O 图 5
