高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 （高頻考點+熱點導(dǎo)練+歷年高考題）第5章 第3節(jié) 機械能守恒定律課件 新人教版

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1、第第3節(jié)節(jié)機械能守恒定律機械能守恒定律考點考點1：機械能是否守恒的判斷：機械能是否守恒的判斷【例1】在如圖531所示的物理過程中，甲為末端固定有小球的輕桿，從右偏上30角釋放后繞光滑支點下擺；乙為末端固定有小球的輕質(zhì)直角架，釋放后繞固定軸O無摩擦轉(zhuǎn)動；丙為A、B兩小車置于光滑水平面上，B靜止，A獲得一向右的初速度后向右運動，某時刻連接兩車的細(xì)繩繃緊，然后帶動B車運動；丁為帶有豎直支架的小車置于光滑水平面上，把用細(xì)繩束縛的小球從圖示位置釋放，小球開始擺動則關(guān)于幾個物理過程(空氣阻力忽略不計)，下列判斷中正確的是()A甲圖中小球機械能守恒B乙圖中小球A的機械能守恒C丙圖中兩車組成的系統(tǒng)機械能守恒D

2、丁圖中小球的機械能守恒圖531切入點：判斷機械能是否守恒的主要方法：(1)利用機械能的定義來判定；(2)用做功來判斷；(3)用能量轉(zhuǎn)化來判定【解析】甲圖過程中輕桿對小球不做功，小球機械能守恒；乙圖過程中輕桿對A的彈力不沿桿的方向，對球做功，所以每個小球的機械能都不守恒，但把兩個小球作為一系統(tǒng)時機械能守恒；丙圖中繩子繃緊的過程雖然只有彈力作為內(nèi)力做功，但彈力突變有內(nèi)能轉(zhuǎn)化，機械能不守恒；丁圖過程中細(xì)繩也會拉動小車運動，取地面為參考系，小球軌跡不是圓弧，細(xì)繩會對小球做功，小球機械能不守恒，把小球和小車當(dāng)作一個系統(tǒng)時機械能才守恒答案：A點評：解答本題的關(guān)鍵是：(1)對于一個物體，首先選用做功來判斷機

3、械能是否守恒(2)對于一個系統(tǒng)，首先選用能的轉(zhuǎn)化來判斷(3)用能的轉(zhuǎn)化分析時要注意轉(zhuǎn)化過程中是否產(chǎn)生了其他形式能考點考點2：物體機械能守恒定律的應(yīng)用：物體機械能守恒定律的應(yīng)用 【例2】如圖532所示，一固定的楔形木塊，其斜面傾角=30，另一邊與地面垂直，頂上有一定滑輪，一條細(xì)繩將物塊A和B連接，A的質(zhì)量為4m，B的質(zhì)量為m，開始時將B按在地面上不動，然后放開手，讓A沿斜面下滑而B上升，物塊A與斜面間無摩擦，設(shè)當(dāng)A沿斜面下滑x距離后，細(xì)繩突然斷了，求物塊B上升的最大高度H.圖5322222111sin442222212AAABAxvBvAEm gxm vmgxmvmgxmvBEmgxmv設(shè) 沿斜

4、面下滑 距離時的速度為 ， 的速度也是 ，此【解析時 的機械能減少了機增】的械能加了2221222121.2 .ABBEEmgxmvmgxmvBvBhBm vmghBHhxHx 由得： 細(xì)繩突然斷的瞬間， 豎直上升的速度為 ，此后做豎直上拋運動，設(shè)繼續(xù)上升的距離為 ，對 由機械能守恒定律得上升的最大高度，解之得：點評：應(yīng)用機械能守恒定律求解時，在確定好研究對象和分析過程之后，關(guān)鍵是要正確找出被研究對象初、末位置的機械能，還要細(xì)心地分析它具有哪幾種形式的機械能，涉及重力勢能時，要兼顧初、末位置，合理地假設(shè)零勢面，以便建立簡明的守恒方程式題型一：系統(tǒng)機械能守恒定律的應(yīng)用題型一：系統(tǒng)機械能守恒定律的

5、應(yīng)用【例3】如圖533所示，質(zhì)量均為m的物塊A和B用輕彈簧連接起來，將它們懸于空中靜止，彈簧處于原長狀態(tài)，A距地面高度h=0.90m.同時釋放兩物塊，A與地面碰撞后速度立即變?yōu)榱?，由于B的反彈，使A剛好能離開地面若將B物塊換為質(zhì)量為2m的物塊C(圖中未畫出)，仍將它們懸于空中靜止且彈簧為原長，從A距地面高度為h處同時釋放，A也剛好能離開地面已知彈簧的彈性勢能Ep與彈簧的勁度系數(shù)k和形變量x的關(guān)系是：Ep= kx2.試求：12(1)B反彈后，彈簧的最大伸長量；(2)h的大小切入點：以物塊B和彈簧組成的系統(tǒng)為研究對象，由受力、做功分析判斷機械能是否守恒圖533 22211222211220.6BB

6、BBABAvmghmvvghBBAxAmgkxBmvmgxkxxm、 整體自由下落時，系統(tǒng)機械能守恒，設(shè) 剛落地時，具有共同速度 ，所以 ，得 從此以后，物塊 壓縮彈簧，直至反彈，該過程物塊 和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，當(dāng) 剛好離開地面時，彈簧的伸長量最大，設(shè)為 ，則 對 有：對 和彈簧有： 解以上各式得：【解析】 222121122220.75CCBCvghmgkxm vkxmgxhm 將 換成 后，根據(jù)第問的分析有以下各式成立，解得點評：(1)機械能守恒定律是在一定條件下才成立的，而動能定理則具有普適性(2)動能定理揭示的是物體的動能變化與引起這種變化的合外力的功的關(guān)系，側(cè)重于解決一個研究

7、對象受合外力做功的影響機械能守恒定律反映的是物體初、末狀態(tài)的機械能間的關(guān)系，側(cè)重于研究系統(tǒng)內(nèi)兩個或多個研究對象之間動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律題型二：機械能與圓周運動的綜合問題題型二：機械能與圓周運動的綜合問題【例4】如圖534所示，用細(xì)圓管組成的光滑軌道AB部分平直，BC部分是處于豎直平面內(nèi)半徑為R的半圓，圓管截面半徑rR.有一質(zhì)量為m，半徑比r略小的光滑小球以水平初速度v0射入圓管，問： 圖534 001212CvCmgv若要小球能從 端出來，初速度 需多大？在小球從 端出來的瞬間，管壁對小球的彈力為，那么小球的初速度 應(yīng)為多少？ 200220112222211222CCCmvmg RvgRB

8、CmgRBCmvmgRmv要使小球能運動到 處，且從 端出來，必須滿足， 即： 以 點為重力勢能零點，則小球到達(dá) 處時的重力勢能為，從 到 處機械能守恒方程：【解析】 2205CNNNCmgmvFmgFRmvFmgRa 小球在 處受重力和細(xì)管豎直方向的作用力，根據(jù)牛頓第二定律，得： 由解得 討論式，即得解：當(dāng)小球受到向下的壓力時，點評：涉及在豎直平面內(nèi)做圓周運動的情況時，要注意滿足物體沿軌道做圓周運動的條件0015.5.214.5.2NNFmgvgRbFmgvgR ，當(dāng)小球受到向上的支持力時，1.(2011新課標(biāo))一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落，到最低點時距水面還有數(shù)米距離假定

9、空氣阻力可忽略，運動員可視為質(zhì)點，下列說法正確的是( )A運動員到達(dá)最低點前重力勢能始終減小B蹦極繩張緊后的下落過程中，彈性力做負(fù)功，彈性勢能增加C蹦極過程中，運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機械能守恒D蹦極過程中，重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關(guān)答案： ABC【解析】重力勢能與重力勢能零點有關(guān)，但重力勢能的變化是絕對的可以通過重力做功量度，與重力勢能零點的選取無關(guān)可知選項A正確，D錯誤；彈性勢能變化可用彈性力做功量度，選項B正確；根據(jù)機械能守恒定律條件，系統(tǒng)只有重力和彈力做功機械能守恒，選項C正確2.(2012山東卷)將地面上靜止的貨物豎直向上吊起，貨物由地面運動至最高點的過程中，vt

10、圖象如圖535所示以下判斷正確的是( )A前3s內(nèi)貨物處于超重狀態(tài)B最后2s內(nèi)貨物只受重力作用C前3s內(nèi)與最后2s內(nèi)貨物的平均速度相同D第3s末至第5s末的過程中，貨物的機械能守恒2.(2012山東卷)將地面上靜止的貨物豎直向上吊起，貨物由地面運動至最高點的過程中，vt圖象如圖535所示以下判斷正確的是( )圖535圖5364.(2011石景山期末)如圖537所示，固定的傾斜光滑桿上套有一個質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點，彈簧處于原長h.讓圓環(huán)沿桿滑下，滑到桿的底端時速度為零則在圓環(huán)下滑過程中( )圖5374.(2011石景山期末)如圖537所

11、示，固定的傾斜光滑桿上套有一個質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點，彈簧處于原長h.讓圓環(huán)沿桿滑下，滑到桿的底端時速度為零則在圓環(huán)下滑過程中( )A圓環(huán)機械能守恒B彈簧的彈性勢能先增大后減小C彈簧的彈性勢能變化了mghD彈簧的彈性勢能最大時圓環(huán)動能最大C【解析】圓環(huán)和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒5.如圖538所示，圖中滑塊和小球的質(zhì)量均為m，滑塊可在水平放置的光滑固定導(dǎo)軌上自由滑動，小球與滑塊上的懸點O由一不可伸長的輕繩相連，輕繩長為l.開始時，輕繩處于水平拉直狀態(tài)，小球和滑塊均靜止現(xiàn)將小球由靜止釋放，當(dāng)小球到達(dá)最低點時，滑塊剛好被一表面涂有粘住物質(zhì)的固

12、定擋板粘住，在極短的時間內(nèi)速度減為零，小球繼續(xù)向左擺動，當(dāng)輕繩與豎直方向的夾角=60時小球到達(dá)最高點求：圖538(1)小球到達(dá)最低點時速度的大??；(2)滑塊與擋板剛接觸的瞬時，滑塊速度的大??；(3)小球從釋放到第一次到達(dá)最低點的過程中，繩的拉力對小球所做的功 2122222121112(1 cos )21122vvmvmglvglmglmvmvvgl設(shè)滑塊與擋板碰前滑塊和小球的速度分別為 、 ，對上擺過程中的小球機械能守恒：解得：開【解析】始階段下擺過程中，根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒有： 聯(lián)立兩式解得： 2231212mglWmvWmgl 對開始階段下擺過程中的小球應(yīng)用動能定理有：得繩子拉力對小球做功：