《（浙江选考）2020版高考物理大一轮复习 第五章 机械能守恒定律 第3讲 机械能及能量守恒定律课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（浙江选考）2020版高考物理大一轮复习 第五章 机械能守恒定律 第3讲 机械能及能量守恒定律课件（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第五章 机械能守恒定律,第3讲 机械能及能量守恒定律,NEIRONGSUOYIN,内容索引,过好双基关,研透命题点,课时作业,回扣基础知识 训练基础题目,细研考纲和真题 分析突破命题点,限时训练 练规范 练速度,过好双基关,1.重力做功与路径无关，只与初、末位置的 有关. 2.重力做功与重力势能变化的关系： 重力对物体做正功，重力势能减少；重力对物体做负功，重力势能 ；物体从位置A到位置B时，重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量，即WG . 3.弹力做功与弹性势能的关系： 弹力对物体做正功，弹性势能减少，弹力对物体做负功，弹性势能增加，弹力对物体做的功等于弹性势能的减少量.,高度差,增加
2、,一、重力势能和弹性势能,Ep,自测1 关于重力势能，下列说法中正确的是 A.物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定 B.物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大 C.一个物体的重力势能从5 J变化到3 J，重力势能减少了 D.重力势能的减少量等于重力对物体做的功,自测2 (2018浙江11月选考5)奥运会比赛项目撑杆跳高如图1所示，下列说法不正确的是 A.加速助跑过程中，运动员的动能增加 B.起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加 C.起跳上升过程中，运动员的重力势能增加 D.越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少动能增加,答案,图1,解析 加速助跑过程中运动员的速度增大，动
3、能增加，A对； 起跳上升过程中杆的形变量先变大，再变小，故弹性势能先增加再减少，B错； 起跳上升过程中运动员位置升高，重力势能增加，C对； 越过横杆后下落过程中，运动员所受重力做正功，重力势能减少，动能增加，D对.,1.内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能 . 2.表达式：mgh1 mv12 .,保持不变,二、机械能守恒定律,3.条件 (1)系统只受重力或弹簧弹力的作用，不受其他外力. (2)系统除受重力或弹簧弹力作用外，还受其他内力和外力，但这些力对系统 不做功. (3)系统内除重力或弹簧弹力做功外，还有其他内力和外力做功，但这些力做功的代数和 . (
4、4)系统跟外界没有发生机械能的传递，系统内外也没有机械能与其他形式的能发生转化.,为零,自测3 运动会中的投掷链球、铅球、铁饼和标枪等体育比赛项目都是把物体斜向上抛出的运动，如图2所示，若不计空气阻力，这些物体从被抛出到落地的过程中 A.物体的机械能先减小后增大 B.物体的机械能先增大后减小 C.物体的动能先增大后减小，重力势能先减小后增大 D.物体的动能先减小后增大，重力势能先增大后减小,图2,返回,研透命题点,1.利用机械能的定义判断： 若物体在水平面上匀速运动，则其动能、势能均不变，机械能不变.若一个物体沿斜面匀速下滑，则其动能不变，重力势能减少，机械能减少. 2.做功判断法：若物体系统
5、内只有重力和弹簧弹力做功，其他力均不做功或其他力做功的代数和为零，则系统的机械能守恒. 3.能量转化判断法：若只有系统内物体间动能和重力势能及弹性势能的相互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转变成其他形式的能(如没有内能增加)，则系统的机械能守恒.,命题点一 机械能守恒的理解和判断,例1 (2017浙江4月选考12)火箭发射回收是航天技术的一大进步.如图3所示，火箭在返回地面前的某段运动，可看成先匀速后减速的直线运动，最后撞落在地面上，不计火箭质量的变化，则 A.火箭在匀速下降过程中，机械能守恒 B.火箭在减速下降过程中，携带的检测仪器处于失重状态 C.火箭在减速下降过程中合力
6、做功等于火箭机械能的变化 D.火箭着地时，火箭对地的作用力大于自身的重力,图3,答案,解析 匀速下降阶段，说明阻力等于重力，不止重力做功，所以机械能不守恒，选项A错误； 在减速阶段，加速度向上，所以超重，选项B错误； 火箭着地时，地面给火箭的力大于火箭的重力，由牛顿第三定律知，火箭对地的作用力大于自身的重力，选项D正确； 合外力做功等于动能的改变量，选项C错误.,变式1 如图4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，小球从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
7、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.小球从下落到从右侧离开槽的过程中机械能守恒,答案,图4,解析 小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中，半圆形槽有向左运动的趋势，但实际上没有动，整个系统中只有重力做功，所以小球与槽组成的系统机械能守恒；小球过了半圆形槽的最低点以后，半圆形槽向右运动，系统没有其他形式的能量产生，满足机械能守恒的条件，所以系统的机械能守恒；小球从开始下落至到达槽最低点前，小球先失重，后超重；当小球从最低点向右上方运动时，半圆形槽也向右移动，半圆形槽对小
8、球做负功，小球的机械能不守恒，故选项A、B、D错误，选项C正确.,变式2 如图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,图5,答案,解析 小球在下落的过程中，受到重力和绳的拉力的作用，绳的拉力与小球的运动方向垂直，对小球不做功，只有重力做功，故在整个过程中小球的机械能守恒，选项A正确； 由于小球的速度变大，动能增加，所需的向心力变大，故小球所受合力发生变化，选项B、C错误； 小球的高度下降，重力势能减小，选项D错误.,变式3
9、 如图6所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在弹簧压缩到最短的整个过程中，不计空气阻力，下列关于能量的叙述中正确的是 A.重力势能和动能之和总保持不变 B.重力势能和弹性势能之和总保持不变 C.动能和弹性势能之和保持不变 D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变,答案,解析 在弹簧压缩到最短的整个过程中，小球受到了重力和弹簧的弹力，且只有这两个力在做功，系统满足机械能守恒的条件，故重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变，选项D正确，选项A、B、C错误.,图6,变式4 如图7所示，一小球从光滑圆弧轨道顶端由静止开始下滑，进入光滑水平面又压缩弹簧.在此过程中，小球重力势能和动能的最大值分别
10、为Ep和Ek，弹簧弹性势能的最大值为Ep(以水平面为零势能面)，则它们之间的关系为 A.EpEkEp B.EpEkEp C.EpEkEp D.EpEkEp,图7,变式5 (多选)在高度为H的桌面上以速度v水平抛出质量为m的物体，当物体落到距地面高度为h的A点处，如图8所示，不计空气阻力，以地面为参考平面，下列说法中，正确的是,答案,图8,命题点二 机械能守恒的应用,1.机械能守恒定律的表达式,2.选用技巧：在处理单个物体机械能守恒问题时通常应用守恒观点和转化观点，转化观点不用选取零势能面.,(1)求小球在B、A两点的动能之比；,答案,图9,答案 51,由式得EkBEkA51 ,(2)通过计算判
11、断小球能否沿轨道运动到C点.,答案,答案 能 理由见解析,解析 若小球能沿轨道运动到C点， 小球在C点所受轨道的正压力FN应满足FN0 ,由式可知，vCvC，即小球恰好可以沿轨道运动到C点.,变式6 如图10所示，半径为R的光滑圆周轨道AB固定在竖直平面内，O为圆心，OA与水平方向的夹角为30，OB在竖直方向.一个可视为质点的小球从O点正上方某处以某一水平初速度向右抛出，小球恰好能无碰撞地从A点进入圆轨道内侧，此后沿圆轨道运动到达B点.已知重力加速度为g，求： (1)小球初速度的大小；,答案,图10,解析 设小球的初速度为v0，飞行时间为t， 则在水平方向有Rcos 30v0t,(2)小球运动
12、到B点时对圆轨道压力的大小.,答案,解析 抛出点距轨道最低点的高度hRRsin 30h1 设小球运动到最低点B时速度为v，对圆轨道的压力为F，,答案 6mg,由牛顿第三定律有：FNF,联立解得F6mg.,变式7 (2019届东阳中学月考)如图11所示，把质量为0.5 kg的石块从离地面10 m高处以30角斜向上方抛出，初速度为v08 m/s.不计空气阻力，以地面为零势能参考平面，g取10 m/s2.求： (1)石块抛出时的动能；,答案,图11,答案 16 J,(2)石块落地时的机械能；,答案,答案 66 J,解析 根据机械能守恒定律知，石块落地时的机械能等于抛出时的机械能，为：,(3)石块的动
13、能恰好等于重力势能时，石块离地的高度.,答案,答案 6.6 m,解得：H6.6 m.,拓展点 含弹簧类机械能守恒问题 1.由于弹簧的形变会具有弹性势能，系统的总动能将发生变化，若系统所受的外力和除弹簧弹力以外的内力不做功，系统机械能守恒. 2.在相互作用过程特征方面，弹簧两端物体把弹簧拉伸至最长(或压缩至最短)时，两端的物体具有相同的速度，弹性势能最大. 3.如果系统内每个物体除弹簧弹力外所受合力为零，当弹簧为自然长度时，系统内弹簧某一端的物体具有最大速度(如绷紧的弹簧由静止释放).,例3 如图12所示，在某竖直平面内，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径r0.2
14、 m的四分之一细圆管CD(圆管内径可忽略)，管口D端正下方直立一根劲度系数为k100 N/m的轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与管口D端平齐.一个质量为1 kg的小球(可视为质点)放在曲面AB上，现从距BC的高度h处静止释放小球，小球进入管口C端时，它对上管壁有FN2.5mg的作用力，通过CD后，在压缩弹簧过程中小球速度最大时弹簧的弹性势能为Ep0.5 J.取重力加速度g10 m/s2.求：,图12,(1)小球到达C点时的速度大小；,答案,解析 小球在C点时，由牛顿第三定律知，上管壁对小球的作用力大小为FNFN2.5mg. 由牛顿第二定律有：,(2)在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm.,返回
15、,答案,解析 在压缩弹簧过程中小球速度最大时， 小球所受合力为零.设此时小球与D端的距离为x0， 则有：kx0mg 小球从C点到速度最大的过程中，对小球和弹簧组成的系统， 由机械能守恒定律有：mg(rx0) mvC2EkmEp，解得：Ekm6 J.,答案 6 J,课时作业,1.蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动.北京青龙峡蹦极跳塔高度为68米，身系弹性蹦极绳的蹦极运动员从高台跳下，下落高度大约为50米.假设空气阻力可忽略，运动员可视为质点.下列说法正确的是 A.运动员到达最低点前加速度先不变后增大 B.蹦极过程中，运动员的机械能守恒 C.蹦极绳张紧后的下落过程中，动能一直减小 D.蹦极绳张紧后的
16、下落过程中，弹力一直增大,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,解析 蹦极绳张紧前，运动员只受重力，加速度不变，蹦极绳张紧后，运动员受重力、弹力，开始时重力大于弹力，加速度向下，后来重力小于弹力，加速度向上，则蹦极绳张紧后，运动员加速度先减小为零再反向增大，故A错误. 蹦极过程中，运动员和蹦极绳的机械能守恒，故B错误. 蹦极绳张紧后的下落过程中，运动员加速度先减小为零再反向增大，运动员速度先增大再减小，运动员动能先增大再减小，故C错误. 蹦极绳张紧后的下落过程中，蹦极绳的伸长量一直增大，弹力一直增大，故D正确.,2.(多选)如图1所示，斜面体置于光滑水
