高一物理暑假复习（一）上科版 知识精讲

1、高一物理暑假复习（一）上科版【本讲教育信息】一、教学内容：复习机械能守恒定律等内容二、考点点拨这部分内容是高中知识的重点、难点，是高考重点考查的内容，在高中的地位十分重要三、跨越障碍1. 机械能守恒定律的两种表述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。如果没有摩擦和介质阻力，物体只发生动能和重力势能的相互转化时，机械能的总量保持不变。对机械能守恒定律的理解：机械能守恒定律的研究对象一定是系统，至少包括地球在内。通常我们说“小球的机械能守恒”其实一定也就包括地球在内，因为重力势能就是小球和地球所共有的。另外小球的动能中所用的v，也是相对于地面的速度。当研

2、究对象（除地球以外）只有一个物体时，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（除地球以外）由多个物体组成时，往往根据是否“没有摩擦和介质阻力”来判定机械能是否守恒。“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。2. 机械能守恒定律的各种表达形式，即； 用时，需要规定重力势能的参考平面。用时则不必规定重力势能的参考平面，因为重力势能的改变量与参考平面的选取没有关系。尤其是用E增=E减，只要把增加的机械能和减少的机械能都写出来，方程自然就列出来了。3. 应用机械能守恒定律解题的一般步骤（1）选取适当的系统作研究对象，确定系统的研究

3、过程（2）对研究对象进行受力分析，考察系统的机械能守恒条件（3）选取恰当的零势能面，确定系统内各物体初、末态的机械能（4）运用机械能守恒定律，列出方程解题4. 机械能守恒定律的应用（1）用机械能守恒定律求变力做功如果物体只受重力和弹力作用，或只有重力或弹力做功时，满足机械能守恒定律。如果求弹力这个变力做的功，可用机械能守恒定律来求解。（2）机械能守恒定律与圆周运动的综合问题。当系统内的物体都在做圆周运动，若机械能守恒，则可利用机械能守恒定律列一个方程，但未知数有多个，因此必须利用圆周运动的知识补充方程，才能解答相关问题。（3）机械能守恒定律与动量守恒定律的综合问题。若系统的机械能和动量均守恒，

4、则可利用动量守恒定律和机械能守恒定律求解相关问题。（4）机械能守恒定律与绳连问题的综合问题。若系统内的物体通过不可伸长的细绳相连接，系统的机械能守恒，但只根据机械能守恒定律不能解决问题，必须求出绳连物体的速度关联式，才能解答相应的问题。例1：如图所示，质量m=2kg的物体，从光滑斜面的顶端A点以v0=5m/s的初速度滑下，在D点与弹簧接触并将弹簧压缩到B点时的速度为零，已知从A到B的竖直高度h=5m，求弹簧的弹力对物体所做的功。解析：由于斜面光滑故机械能守恒，但弹簧的弹力是变力，弹力对物体做负功，弹簧的弹性势能增加，且弹力做的功的数值与弹性势能的增加量相等。取B所在水平面为零参考面，弹簧原长处

5、D 点为弹性势能的零参考点，则状态A：EA= mgh+mv02/2对状态B：EB=W弹簧+0由机械能守恒定律得： W弹簧=（mgh+mv02/2）=125（J）例2：如图所示，半径为r，质量不计的圆盘与地面垂直，圆心处有一个垂直盘面的光滑水平固定轴O，在盘的最右边缘固定一个质量为m的小球A，在O点的正下方离O点r/2处固定一个质量也为m的小球B。放开盘让其自由转动，问：（1）A球转到最低点时的线速度是多少？（2）在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是多少？解析：该系统在自由转动过程中，只有重力做功，机械能守恒。设A球转到最低点时的线速度为vA，B球的速度为vB，则据机械能守恒定律可得

6、：mgrmgr/2=mvA2/2+mvB2/2 据圆周运动的知识可知：vA=2vB 由上述二式可求得vA= 设在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是（如图所示），则据机械能守恒定律可得：mgr·cosmgr（1+sin）/2=0 易求得=sin1例3：如图所示，长为L的轻绳，一端用轻环套在光滑的横杆上（轻绳和横杆的质量都不计），另一端连接一质量为m的小球，开始时，将系球的绳子绷紧并转到与横杆平行的位置，然后轻轻放手，当绳子与横杆成角时，小球速度在水平方向的分量大小是多少？竖直方向的分量大小是多少？解析：对于轻环、小球构成的系统，在水平方向上不受外力作用，所以在水平方向动量守

7、恒。又由于轻环的质量不计，在水平方向的动量恒为零，所以小球的动量在水平方向的分量恒为零，小球速度在水平方向的分量为零。 又因为轻环、小球构成的系统的机械能守恒，所以mgLsin=mvy2/2 即vy=.此为速度竖直方向的分量例4：在水平光滑细杆上穿着A、B两个刚性小球，两球间距离为L，用两根长度同为L的不可伸长的轻绳与C球连接（如图所示），开始时三球静止，二绳伸直，然后同时释放三球。已知A、B、C三球质量相等，试求A、B两球速度v的大小与C球到细杆的距离h之间的关系。解析：此题的关键是要找到任一位置时，A、B球的速度和C球的速度之间的关系。在如图所示位置，BC绳与竖直方向成角。因为BC绳不能伸

8、长且始终绷紧，所以B、C两球的速度vB和vC在绳方向上的投影应相等，即 vC·cos=vB·sin 由机械能守恒定律，可得：mg（hL/2）=mvC2/2+2（mvB2/2） 又因为tg2 =（L2h2）/h2 由以上各式可得：VB=例5：如图所示，将楔形木块放在光滑水平面上靠墙边处并用手固定，然后在木块和墙面之间放入一个小球，球的下缘离地面高度为H，木块的倾角为，球和木块质量相等，一切接触面均光滑，放手让小球和木块同时由静止开始运动，求球着地时球和木块的速度。解析：此题的关键是要找到球着地时小球和木块的速度的关系。因为小球和木块总是相互接触的，所以小球的速度v1和木块的速

9、度v2在垂直于接触面的方向上的投影相等，即：v1cos=v2sin 由机械能守恒定律可得：mgH=mv12/2+mv22/2 由上述二式可求得： v1=·sin，v2=·cos.例6：如图，长木板ab的b端固定一挡板，木板连同挡板的质量为M=4.0kg，a、b间的距离S=2.0m。木板位于光滑水平面上。在木板a端有一小物块，其质量m=1.0kg，小物块与木板间的动摩擦因数=0.10，它们都处于静止状态。现令小物块以初速v0=4m/s沿木板向前滑动，直到和挡板相撞。碰撞后，小物块恰好回到a端而不脱离木板。求碰撞过程中损失的机械能。解析：设木块和物块最后共同的速度为v，由动量守

10、恒定律： 设全过程损失的机械能为E，则有： 在全过程中因摩擦而生热Q=2mgS，则据能量守恒可得在碰撞过程中损失的机械能为：E1=EQ=2.4J.【模拟试题】（答题时间：60分钟）1. 在下列实例中，不计空气阻力，机械能守恒的是A. 做自由落体运动的物体. B. 小球落在弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起. C. 沿光滑曲面自由下滑的物体. D. 起重机将重物匀速吊起. 2. 如图所示，两个质量相同的物体A和B，在同一高度处，A物体自由落下，B物体沿光滑斜面下滑，则它们到达地面时（空气阻力不计）A. 速率相同，动能相同. B. B物体的速率大，动能也大. C. A、B两物体在运动过程中机械能都守恒.

11、 D. B物体重力所做的功比A物体重力所做的功多. 3. 下列说法中，正确的是A. 机械能守恒时，物体一定不受阻力. B. 机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用. C. 物体处于平衡状态时，机械能必守恒. D. 物体所受的外力不等于零，其机械能也可以守恒. 4. 如图所示，距地面h高处以初速度v0沿水平方向抛出一个物体，不计空气阻力，物体在下落过程中，下列说法正确的是A. 物体在c点比在a点具有的机械能大. B. 物体在a点比在c点具有的动能大. C. 物体在a、b、c三点具有的动能一样大. D. 物体在a、b、c三点具有的机械能相等. 5. 从离地面h高处以初速v0，分别向水平方向、竖直

12、向上、竖直向下抛出a，b，c三个质量相同的小球，则它们A. 落地时的动能相同. B. 落地时的动能大小是EkcEkaEkb. C. 落地时重力势能的减少量相同. D. 在运动过程中任一位置上的机械能都相同. 6. 质量为m的物体以速度v0从地面竖直上抛，当它抛到离地面h高处时，它的动能和势能正好相等，这个高度是A. v02/g B.v02/2g C.v02/4g D.2v02/g7. 自由落下的小球，从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧被压缩到最大形变的过程中，下列说法中正确的是A. 小球的动能逐渐减小. B. 小球的重力势能逐渐减小. C. 系统的机械能逐渐减小. D. 系统的机械能保持不变. 8

13、. 如图所示，从高H的平台上，以初速度v0抛出一个质量为m的小球，当它落到抛出点下方h处时的动能为A. B. C. D. 9. 物体在平衡力作用下的运动中，物体的机械能、动能、重力势能有可能发生的是A. 机械能不变，动能不变 B. 动能不变，重力势能可变化C. 动能不变，重力势能一定变化 D. 若重力势能变化，则机械能也变化10. 质量为m的小球，从桌面上竖直抛出，桌面离地面高度为h，小球能到达的离地面高度为H，若以桌面为零势能参考平面，不计空气阻力，则小球落地时的机械能为A. mgH B. mgh C. mg（Hh） D. mg（Hh）11. 如图，一小球自A点由静止自由下落，到B点时与弹簧

14、接触，到C点时弹簧被压缩到最短。若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由ABC的运动过程中A、小球和弹簧的总机械能守恒 B、小球的重力势能随时间均匀减少 C、小球在B点时动能最大 D、到C点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 12、如图，固定于小车上的支架上用细线悬挂一小球，线长为L，小车以速度v0做匀速直线运动，当小车突然碰到障碍物而停止运动时，小球上升的高度的可能值是A. 等于 B. 小于 C. 大于 D. 等于2L13、如图，质量分别为m和3m的小球A和B，系在长为L的细线两端，放在高为h（h<L）的光滑水平桌面上. A球无初速从桌边滑下，落在沙地上静止不动，则B球离开桌边时

15、的速度为A. B. C. D. 14. 质量为0.5kg的物体以加速度g/2竖直下落5m时，物体的动能为 J，重力势能减少_J，在此过程中，物体的机械能_（填：守恒或不守恒）. 15. 一全长为l、粗细均匀的铁链，对称地挂在轻小光滑的定滑轮上，如图所示，受到轻微的扰动后，铁链开始滑动，当铁链脱离滑轮瞬间铁链的速度大小为多少？ 16. 如图 一根铁链长为L， 放在光滑的水平桌面上，一端下垂，长度为a， 若将链条由静止释放，则链条刚好离开桌子边缘时的速度是多少？ 17、如图所示，质量为m的小球用不可伸长的细线悬于O点，细线长为L，在O点正下方P处有一钉子，将小球拉至与悬点等高的位置无初速释放，小球刚好绕P处的钉子做圆周运动。那么钉子到悬点的距离OP等于多少？18. 一根长为l的轻杆，一端固定，杆的中点和另一端装有质量分别为4m