2022届高考物理一轮复习 第六章 机械能守恒 第五节 机械能守恒定律和能量守恒学案 新人教版

1、2022届高考物理一轮复习 第六章 机械能守恒 第五节 机械能守恒定律和能量守恒学案 新人教版2022届高考物理一轮复习 第六章 机械能守恒 第五节 机械能守恒定律和能量守恒学案 新人教版年级：姓名：- 11 -第五节机械能守恒定律和能量守恒1动能与势能(包括重力势能与弹性势能)的和叫做机械能。2在只有重力(或者弹力)做功的情形下，物体的动能与势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变，这个定律叫做机械能守恒定律。3能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。例1ab是竖直平面内的四分之一

2、圆弧轨道，在下端b与水平直轨相切，如图所示。一小球自a点起由静止开始沿轨道下滑。已知圆轨道半径为r，小球的质量为m，不计各处摩擦。求：(1)小球经过圆弧轨道的b点和水平轨道的c点时，所受轨道支持力nb、nc各是多大？(2)小球下滑到距水平轨道的高度为r/2时所受轨道支持力n为多大？【解析】 由a到b的过程中，四分之一圆弧轨道对球不做功，只有重力做功，所以这个过程中机械能守恒mgrmv对b点受力分析可知重力g和支持力两者的合力提供球做圆周运动的向心力nbg当运动到c点时，竖直方向受力平衡即ncg所以：nb3mgncmg(2)当运动到距水平轨道的高度为r/2时，设此时的速度为v，所受轨道支持力为n

3、，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得mgmv2受力分析可得n sin30mgnmg即所受轨道支持力为mg【答案】 (1)3mgmg(2)mg例2山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动，一滑雪坡由ab和bc组成，ab是倾角为37的斜坡，bc是半径r5 m的圆弧面，圆弧面和斜面相切于b，与水平面相切于c，如图所示，ab竖直高度差h8.8 m，运动员连同滑雪装备总质量为80 kg，从a点由静止滑下通过c点后飞落(不计空气阻力和摩擦阻力，g取10 m/s2， sin 370.6，cos 370.8)。求：(1)运动员到达c点的速度大小；(2)运动员经过c点时轨道受到的压力大小。【解析】 (1)由a

4、c过程，应用机械能守恒定律得mg(hh)mv，又hr(1cos 37)，可解得vc14 m/s。(2)在c点，由牛顿第二定律得fcmgm解得fc3 936 n。由牛顿第三定律知，运动员在c点时对轨道的压力大小为3 936 n。【答案】 (1)14 m/s(2)3 936 n1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蹦极绳张紧后的下落过程中，弹

5、力一直增大2如图所示，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3某物体做自由落体运动，下落的时间为总时间的一半时，动能为ek1，下落的距离为总高度的一半时，动能为ek2，那么ek1和ek2的大小关系是()aek1ek2bek1ek2cek1vmin，故小球能够到达b点，且从b点做平抛运动，在竖直方向上：2rgt2, 在水平方向上： sacvbt，计算得出sac1.2 m，故ac之间的距离为1.2 m。课后练习1d2.b3.c4.bd5.c6.c

6、d7.ac8.c9【答案】(1)(2)0(3)见解析【解析】(1)系统机械能守恒，magrmbgrmavmbv，又因为vavb得，vb。(2)根据动能定理，magrwmav0，而va，计算得出w0。(3)设b球到右侧最高点时，ob与竖直方向夹角为，圆环圆心处为零势能面。系统机械能守恒，magrmbgrcos magrsin 。代入数据得30。所以b球在圆环右侧区域内能达到的最高点与竖直方向夹角为30。10【答案】(1)4.0108 j2.41012 j(2)9.7108 j【解析】(1)飞船着地前瞬间的机械能为e1mv式中，m和v0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速度大小。代入数据得e14.0108 j设地面附近的重力加速度大小为g，飞船进入大气层时的机械能为ehmvmgh式中，vh是飞船在高度1.60105 m处的速度大小代入数据得eh2.4