高三物理高考二轮复习详解详析机械能守恒定律

1、2010高考物理二轮复习详解详析：机械能守恒定律、机械能守恒定律1、条件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 位不变？（而只受有董另示向）只有系统内的弹力做功，动能和弹性势能相互转化，机械能的总量保持不变。（3）其它力的总功为零，机械能守恒（举例：木块压缩弹簧）2、对机械能守恒定律的理解：“守恒”是时时刻刻都相等。“守恒”是“进出相等”要分清“谁”、什么时候”守恒 、是否守恒与系统的选择有关、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

2、用的v,也是相对于地面的速度。3、机械能守恒定律的各种表达形式初状态=末状态增加量=减少量用时，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A E增=八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。4、解题步骤确定研究对象和研究过程。判断机械能是否守恒。选定一种表达式，列式求解。5、动能定理与机械能守恒的联系1、动能定理适用于任何物体（质点），机械能守恒定律适用于系统2、动能定理没有条件，机械能守恒定理有条件限制3、动能定理有时可改写成守恒定律二、机械能守恒定律的综合应用例1、如图所示，质量分别为

3、2 m和3m的两个小球固定在一根直角尺的两端A、B,直角尺的顶点O处有光滑的固定转动轴。 AO BO的长分别为2L和L。开始时直角尺的AOB分处于水平位置而 B在O的正下方。让该系统由静止 开始自由转动，求：当 A到达最低点时，A小球的速度大小 v; B球能上升的最大高度 h;开始转动后B球可能达到的最大速度 vmo解析：以直角尺和两小球组成的系统为对象，由于转动过程不受摩擦和介质阻力，所以该系统的机械能守恒。过程中A的重力势能减少, 2倍。A B的动能和B的重力势能增力口,A的即时速度总是 B的1 2mg 2L =3mg L - 2m vOAM直位B球不可能到达 O的正上方，它到达最大高度时

4、速度一定为零，设该位置比置向左偏了 a 角。2mg2Lcos a =3mgL (1+sin a ),此式可化简为 4cos a -3sin a =3,解得 sin（53 - a ） =sin37 , a =16B球速度最大时就是系统动能最大时，而系统动能增大等于系统重力做的功 从开始转过0角时B球速度最大，W。设 OA122 2m 2V12=mgL (4sin 0+3cos 0 -3 ) 2ti R ,已知列车的车轮是卡在导轨上的光滑槽中只能使列 车沿着圆周运动，在轨道的任何地方都不能脱轨。试问：在没有任何动力的情况下，列车在运动过程；从 B沿圆环运动到 C的圆周运动，且注意恰能维持在圆环上做

5、圆周运动，在最高 C回到A的平抛运动。2V二m点满足重力全部用来提供向心力；从mg根据题意，在C点时，满足从B到C过程，由机械能守恒定律得由、式得VB = 5gR水平位移s=vt , V = JgR从A到B过程，满足2as = VBR1212- mg2R=-mV - - mVB222R = 1 gt2从C回到A过程，满足2由、式可得s=2R5 a =-g4水平轨道上应具有多大初速度 V0,才能使列车通过圆形轨道而运动到右边的水平轨道上?解析：当游乐车灌满整个圆形轨道时，游乐车的速度最小，设此时速度为V,游乐车的质量为 m ,则据机械能守恒定律得：12 m12mv0 =2:RgR mv2L2要游

6、乐车能通过圆形轨道， 则必有v0,所以有v 2Rq个 例6、小球在外力作用下，由静止开始从A点出发做匀加速直线运动，到 B点时消除外力。然后，小球冲上竖直平面内 半径为R的光滑半圆环，恰能维持在圆环上做圆周运动，到达最高点C后抛出，最后落回到原来的出发点A处，如图所示，试求小球在 AB段运动的加速度为多大？解析：要题的物理过程可分三段：从 A到孤匀加速直线例7、如图所示，半径分别为 R和r的甲、乙两个光滑的 圆形轨道安置在同一竖直平面上，轨道之间有一条水平轨道CD相通，一小球以一定的速度先滑上甲轨道，通过动 摩擦因数为科的CD段，又滑上乙轨道，最后离开两圆轨 道。若小球在两圆轨道的最高点对轨道

7、压力都恰好为零， 试求水平CD炎的长度。 TOC o 1-5 h z 解析：(1)小球在光滑圆轨道上滑行时，机械能守恒，设小球滑过C点时的速度为，-2V mg = m 通过甲环最高点速度为 v,根据小球对最高点压力为零，由圆周运动公式有R1212mvC = mg2R mv取轨道最低点为零势能点，由机械守恒定律22由、两式消去v；可得vc =W5gR同理可得小球滑过 D点时的速度Vd = 45gr ,设CD段的长度为l ,对小球滑过 CD段过1212-1 mgl = mvDmvC程应用动能定理22,l _5(R-r)将VC、VD代入，可得2“三、针对训练 TOC o 1-5 h z .将一球竖直

8、上抛，若该球所受的空气阻力大小不变，则其力大小不变，则其上升和下 降两过程的时间及损失的机械能的关系是（C ）A. t上t下，AE上AE下 B , t上t下,AE上AE下C. t上1下,AE上=AE下 D . t上=t下，4E上=AE下2.如图所示，质量、初速度大小都相同的A、B C三个小球，在同一水平面上，A球竖直上抛，必B球以倾斜角0斜和上抛，空气阻力不计， C球沿上倾角为0的光滑斜面上滑，它们上升的最大高度0 。口分别为 hA、hB、hC ,则（c ）aBA.hA=hB=hCB.hA= hB hCChA二hBheD.hAhB,hA he3.质量相同的两个小球，分别用长为l和2 l的细绳悬挂在天花板上，如图所示，分别拉起小球使线伸直呈水平状态，然后轻轻释放，当小球到达最低位置时（A.两球运动的线速度相等 等C.两球运动的加速度相等CD ）B.两球运动的角速度相D.细绳对两球的拉力相4. 一个人站在阳台上，以相同的速率Vo,分别把三个球竖直向上抛出，竖直向下抛出,水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的速率（ D ）D .三球