《河北省隆化县存瑞中学高三物理一轮复习《机械能守恒定律及其应用》学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河北省隆化县存瑞中学高三物理一轮复习《机械能守恒定律及其应用》学案（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学习目标一学习目标一 记住重力势能与弹性势能的概念记住重力势能与弹性势能的概念如图所示，小球质量为m，从A点由静止下落，到达C点的速度为零。请思考以 下问题： (1)此过程中小球重力做的功是多少？小球重力势能如何变化？变化量为多大？ (2)弹簧对小球做正功还是负功？弹簧的弹性势能是增大还是减小？1重力势能重力势能 (1)定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。 (2)表达式：表达式：Ep 。 (3)矢标性：重力势能是标量，但有正负，其意义表示物体的重力势能矢标性：重力势能是标量，但有正负，其意义表示物体的重力势能 比它在参考平面大
2、还是小。比它在参考平面大还是小。 (4)重力势能的特点：重力势能的特点： 系统性：重力势能是物体和系统性：重力势能是物体和 所共有的。所共有的。 相对性：重力势能的大小与参考平面的选取相对性：重力势能的大小与参考平面的选取 ，但重力势能的，但重力势能的 变化与参考平面的选取变化与参考平面的选取 。 (5)重力做功与重力势能变化的关系：重力做功与重力势能变化的关系： WG 。 2弹性势能弹性势能 (1)定义：发生定义：发生 的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，而具有的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，而具有 的势能。的势能。 (2)大小：与形变量及大小：与形变量及 有关。有关。 (3
3、)弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做正功，弹性势能弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做正功，弹性势能 ；弹力做负功，；弹力做负功， 弹性势能弹性势能 1关于重力势能，下列说法中正确的是( ) A重力势能是地球与物体所组成的系统共有的 B重力势能为负值，表示物体的重力势能比在参考平面上具有的重力势能小 C卫星绕地球做椭圆运动，当由近地点向远地点运动时，其重力势能减小 D只要物体在水平面以下，其重力势能为负值学习目标二学习目标二 记忆机械能守恒定律的内容和条件，能够运用机械记忆机械能守恒定律的内容和条件，能够运用机械能守恒定律解题能守恒定律解题如图所示，质量为 m 的小球从光滑曲面上滑下，当它到
4、达高度为 h1 的位置 A 时， 速度大小为 v1；当它继续滑下到高度为 h2 的位置 B 时，速度大小为 v2。 (1)试根据动能定理推导小球在 A、B 两点运动时动能大小的变化与重力做功的关 系。(2)将上述表达式等号两侧带“”号的一项移到等号另一侧，得到的表达式的物 理意义是什么？1内容内容 在只有在只有 做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械 能保持不变。能保持不变。 2机械能守恒的条件机械能守恒的条件 只有重力或弹力做功。只有重力或弹力做功。 3对守恒条件的理解对守恒条件的理解 (1)只受重力作用，例如在不考虑空气阻力
5、的情况下的各种抛体运动，物体的机械只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动，物体的机械 能守恒。能守恒。 (2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或系统内的弹力做功。受其他力，但其他力不做功，只有重力或系统内的弹力做功。 (3)弹力做功伴随着弹性势能的变化，并且弹力做的功等于弹性势能的减少量。弹力做功伴随着弹性势能的变化，并且弹力做的功等于弹性势能的减少量。 4机械能守恒的三种表达式机械能守恒的三种表达式 (1)E1E2(E1、E2 分别表示系统初、末状态时的总机械能分别表示系统初、末状态时的总机械能)。(2)EkEp 或或 Ek 增增Ep 减减(表示系统势能的减少量等于系统动
6、能的增表示系统势能的减少量等于系统动能的增加量加量)。(3)EAEB 或或 EA 增增EB 减减(表示系统只有表示系统只有 A、B 两物体时，两物体时，A 增加增加的机械能等于的机械能等于 B 减少的机械能减少的机械能)。2关于机械能是否守恒，下列说法正确的是( ) A做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B做匀速圆周运动的物体机械能一定守恒 C做变速运动的物体机械能可能守恒 D合力对物体做功不为零，机械能一定不守恒学习目标三学习目标三 学以致用学以致用-利用机械能守恒条件进行判断利用机械能守恒条件进行判断关于机械能守恒的理解关于机械能守恒的理解 (1)只受重力作用，如在不考虑空气阻力的情况下的
7、各种抛体运动，物体的机械能只受重力作用，如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动，物体的机械能 守恒。守恒。 (2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或系统内的弹力做功。受其他力，但其他力不做功，只有重力或系统内的弹力做功。 (3)系统内的弹力做功伴随着弹性势能的变化，并且系统内弹力做功等于系统弹性系统内的弹力做功伴随着弹性势能的变化，并且系统内弹力做功等于系统弹性 势能的减少量。势能的减少量。 【例例】 (2014衡水模拟)如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为 m 的圆 环，圆环与一橡皮绳相连，橡皮绳的另一端固定在地面上的 A 点，橡皮绳竖直时 处于原长 h。让圆环沿杆滑下，滑到杆的底
8、端时速度为零。则在圆环下滑过程中( ) A圆环机械能守恒 B橡皮绳的弹性势能一直增大 C橡皮绳的弹性势能增加了 mgh D橡皮绳再次达到原长时圆环动能最大 变式训练变式训练 变式训练 1 将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v t 图像如图所示。以下判断正确的是( ) A前 3 s 内货物处于超重状态 B最后 2 s 内货物只受重力作用 C前 3 s 内与最后 2 s 内货物的平均速度相同 D第 3 s 末至第 5 s 末的过程中，货物的机械能守恒学案六学案六 第第 3 讲讲 机械能守恒定律及其应用（二）机械能守恒定律及其应用（二） 学习目标一学习目标一 通过比较三
9、种守恒表达式，能够灵活运用机械能守恒定律解题通过比较三种守恒表达式，能够灵活运用机械能守恒定律解题【例例 1】 如图所示，物块 A 的质量为 M，物块 B、C 的质量都是 m，并都可看做 质点，且 mM2m。三物块用细线通过滑轮连接，物块 B 与物块 C 的距离和物 块 C 到地面的距离都是 L。现将物块 A 下方的细线剪断，若物块 A 距滑轮足够远 且不计一切阻力。求： (1)物块 A 上升时的最大速度；(2)若 B 不能着地，求求满足的条件满足的条件。Mm变式训练变式训练 1 有一个固定的光滑直杆，该直杆与水平面的夹角为有一个固定的光滑直杆，该直杆与水平面的夹角为 5353，杆上套着一，杆
10、上套着一个质量为个质量为mm2 2 kgkg 的滑块的滑块( (可视为质点可视为质点) )。(1)(1)如图甲所示，滑块从如图甲所示，滑块从O O点由静止释放，下滑了位移点由静止释放，下滑了位移x x1 1 mm 后到达后到达P P点，求滑点，求滑块此时的速率。块此时的速率。学习目标二学习目标二 通过规范解题步骤，能够利用机械能守恒定律解决综合问题通过规范解题步骤，能够利用机械能守恒定律解决综合问题机械能守恒问题的规范解答机械能守恒问题的规范解答1 1一般步骤一般步骤2 2应注意的问题应注意的问题(1)(1)列方程时，选取的表达角度不同，表达式不同，对参考列方程时，选取的表达角度不同，表达式不
11、同，对参考平面的选取要求也不一定相同。平面的选取要求也不一定相同。(2)(2)应用机械能守恒能解决的问题，应用动能定理同样能解应用机械能守恒能解决的问题，应用动能定理同样能解(2)如如果果用用不不可可伸伸长长的的细细绳绳将将滑滑块块 m 与与另另一一个个质质量量为为 M2.7 kg 的的物物块块通通过过光光滑滑的的定定滑滑轮轮相相连连接接，细细绳绳因因悬悬挂挂 M 而而绷绷紧紧，此此时时滑滑轮轮左左侧侧绳绳恰恰好好水水平平，其其长长度度 L53 m(如如图图乙乙所所示示)。 再再次次将将滑滑块块从从 O 点点由由静静止止释释放放，求求滑滑块块滑滑至至 P 点点的的速速度度大大小小。 (整整个个
12、运运动动过过程程中中 M 不不会会触触地地， sin 530.8， cos 530.6，g 取取 10 m/s2)。 (1)选选取取研研究究对对象象 单单个个物物体体 多多个个物物体体组组成成的的系系统统 含含弹弹簧簧的的系系统统(2)分分析析受受力力情情况况和和各各力力做做功功情情况况，确确定定是是否否符符合合机机械械能能守守恒恒 条条件件。 (3)确确定定初初末末状状态态的的机机械械能能或或运运动动过过程程中中物物体体机机械械能能的的转转化化 情情况况。 (4)选选择择合合适适的的表表达达式式列列出出方方程程，进进行行求求解解。 (5)对对计计算算结结果果进进行行必必要要的的讨讨论论和和说
13、说明明。 决，但其解题思路和表达式有所不同。决，但其解题思路和表达式有所不同。【例 2】 (2014德州模拟)如图所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧一端固定， 另一自由端恰好与水平线 AB 平齐，静止放于倾角为 53的光滑斜面上。一长为 L9 cm 的轻质细绳一端固定在 O 点，另一端系一质量为 m1 kg 的小球，将细 绳拉至水平，使小球在位置 C 由静止释放，小球到达最低点 D 时，细绳刚好被拉 断。之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩，最大压缩量为 x5 cm。(g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6)求： (1)细绳受到的拉力的最大值； (2)D 点到水平线
14、AB 的高度 h； (3)弹簧所获得的最大弹性势能 Ep。学案七 机械能守恒定律习题 学习目标学习目标 巩固机械能守恒定律，能够熟练运用定律巩固机械能守恒定律，能够熟练运用定律 一、单项选择题 1.如图所示，将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上， 槽的左侧有一固定的竖直墙壁现让一小球自左端槽口 A 点的正上方由静 止开始下落，从 A 点与半圆形槽相切进入槽内，则下列说法正确的是( ) A小球在半圆形槽内运动的全过程中，只有重力对它做功 B小球从 A 点向半圆形槽的最低点运动的过程中，小球处于失重状态 C小球从 A 点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与槽组成的系统 机械能守恒 D
15、小球从下落到从右侧离开槽的过程中，机械能守恒 2.(2014衡水模拟)如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为 m 的圆环，圆环与一橡皮绳相连，橡皮绳的另一端固定在地面上的 A 点，橡皮 绳竖直时处于原长 h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零则在圆环下滑 过程中( ) A圆环机械能守恒 B橡皮绳的弹性势能一直增大 C橡皮绳的弹性势能增加了 mgh D橡皮绳再次达到原长时圆环动能最大 3.如图所示，将物体从一定高度水平抛出(不计空气阻力)，物体运动过程中离 地面高度为 h 时，物体水平位移为 x、物体的机械能为 E、物体的动能为 Ek、物 体运动的速度大小为 v.以水平地面为零势能面下列图象中，能正确反映各物理 量与 h 的关系的是( )4.如图所示，在高 1.5 m 的光滑平台上有一个质量为 2 kg 的小球 被一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧当烧断 细线时，小球被弹出，小球落地时的速度方向与水平方向成 60角， 则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g10 m/s2)( ) A10 J B15 J C20 J D25 J 5.如图所示，一匀质杆长为r，从图
