【三维设计】高考物理一轮复习 第五章 第3单元 机械能守恒定律课件 新人教（安徽 北京专）

理知识第五章提能力第3单元明考向课堂考题领悟课下综合提升

[思维启动]如图5－3－1所示，小球m从A点由静止开始下落到C点速度为零，则在此过程中，小球重力做________功(填“正”或“负”)，重力势能________(填“增大”或“减小”)，重力势能变化量为________，图5－3－1小球由B到C阶段，弹簧弹力做________功，弹性势能________。(填“增大”或“减小”)提示：重力做正功，重力势能减小，变化量为mg(h＋x)，弹簧弹力对小球做负功，弹性势能增大。

[应用升级]1．将质量为100kg的物体从地面提升到10m高处，在这个过程中，下列说法中正确的是(取g＝10m/s2)(

)A．重力做正功，重力势能增加1.0×104JB．重力做正功，重力势能减少1.0×104JC．重力做负功，重力势能增加1.0×104JD．重力做负功，重力势能减少1.0×104J解析：重力方向向下而物体向上运动，则重力做负功，重力势能增加mgh＝100×10×10J＝1.0×104J，C对。答案：C[思维启动动]如图5－3－2中的四幅幅图表示示不同的的物理情情景，试试判断物物体或系系统的机机械能是是否守恒恒。图5－3－2图甲：把把物体斜斜向上抛抛出到落落至海平平面，不不计空气气阻力物物体机械械能________(填“守恒”或“不守恒”，下同)。图乙：物物体从静静止开始始以8m/s2的加速度度竖直下下落的过过程中机机械能________。图丙：斜斜面体放放在光滑滑的水平平面上，，冲上光光滑斜面面顶端的的滑块，，在上升升过程中中机械能能________。图丁：用用轻质杆杆连接质质量不等等的两个个小球，，当杆绕绕光滑轴轴O从水平位位置转到到竖直位位置的过过程中，，两球组组成的系系统机械械能________。提示：图甲中物物体只有有重力做做功，机机械能守守恒。图乙中物物体下落落的加速速度a＝8m/s2，一定有向上上的阻力做负负功，机械能能不守恒。图丙中斜面放放在光滑水平平面上，滑块块冲上斜面后后，斜面体在在水平面上加加速运动，滑滑块机械能不不守恒。图丁中，将两两球看成一个个系统，只有有重力做功，，系统机械能能守恒。4．机械能守恒恒的三种表达达式[应用升级]2.如图5－3－3所示，某人以以平行斜面的拉力将物体体沿斜面拉下下，拉力大小等于摩擦力力大小。则下下列说法正确的是()图5－3－3A．物体匀速下下滑B．合外力对物物体做的功等等于零C．物体的机械械能减少D．物体的机械械能保持不变变解析：由于物体所受受合外力不为为零，所以A、B均错误；又因因为物体下滑滑过程中，除除重力做功外外，拉力与摩摩擦力做功之之和为零，所所以物体的机机械能保持不不变，选项C错误，D正确。答案：D[知识检索]机械能是否守守恒的几种判判断方法(1)利用机械能的的定义判断(直接判断)：若物体动能能、势能均不变，机机械能不变。。若一个物体体动能不变、、重力势能变变化，或重力力势能不变、、动能变化或或动能和重力力势能同时增增加(减小)，其机械能一一定变化。(2)用做功判断断：若物体体或系统只只有重力(或弹簧的弹弹力)做功，虽受受其他力，，但其他力力不做功，，机械能守守恒。(3)用能量转化化来判断：：若物体系系统中只有有动能和势势能的相互转化而而无机械能能与其他形形式的能的的转化，则则物体系统统机械能守守恒。(4)对多个物体体组成的系系统，除考考虑外力是是否只有重重力做功外，还要要考虑系统统内力做功功，如有滑滑动摩擦力力做功时，，因有摩擦擦热产生，，系统机械械能将有损损失。[典题例析][例1](2011·新课标全国国卷改编)一蹦极运动动员身系弹弹性蹦极绳绳从水面上上方的高台台下落，到到最低点时时距水面还还有数米距距离。假定定空气阻力力可忽略，，运动员可可视为质点点，下列说说法错误的的是()A．运动员到到达最低点点前重力势势能始终减减小B．蹦极绳张张紧后的下下落过程中中，弹性力力做负功，，弹性势能增加C．蹦极过程程中，运动动员、地球球和蹦极绳绳所组成的的系统机械能守恒恒D．蹦极过程程中，重力力势能的改改变与重力力势能零点点的选取有关[审题指导]解答本题时时应注意以以下三点：：(1)重力做功、、弹力做功功与对应势势能变化的的关系。(2)重力势能及及其变化量量与零势点点选取的关关系。(3)判断机械能能守恒时所所选取的系系统。[解析]重力做功决决定重力势势能的变化化，随着高高度的降低低，重力一一直做正功功，重力势势能一直减减小，故A选项正确；；弹性势能能的变化取取决于弹力力做功，当当蹦极绳张张紧后，随随着运动员员的下落弹弹力一直做做负功，弹弹性势能一一直增大，，故B选项正确；；在蹦极过过程中，由由于只有重重力和蹦极极绳的弹力力做功，故故由运动员员、地球及及蹦极绳组组成的系统统机械能守守恒，故选选项C正确；重力力势能的大大小与势能能零点的选选取有关，，而势能的的改变与势势能零点选选取无关，，故选项D错误。[答案]D[拓展训练]1.如图5－3－4所示，斜劈劈劈尖顶着着竖直墙壁静止止于水平面面上，现将将一小球从图示位位置静止释释放，不计计一切摩擦，则在在小球从释释放到落至至地面图图5－3－4的过程中，，下列说法法正确的是是()A．斜劈对小小球的弹力力不做功B．斜劈与小小球组成的的系统机械械能守恒C．斜劈的机机械能守恒恒D．小球重力力势能减小小量等于斜斜劈动能的的增加量解析：答案：B[知识检索]应用用机机械械能能守守恒恒定定律律的的基基本本思思路路(1)选取取研研究究对对象象。。(2)根据据研研究究对对象象所所经经历历的的物物理理过过程程，，进进行行受受力力、、做做功功分分析，，判判断断机机械械能能是是否否守守恒恒。。(3)恰当当地地选选取取参参考考平平面面，，确确定定研研究究对对象象在在过过程程的的初初、、末末状态态时时的的机机械械能能。。(4)选[典题题例例析析][例2]如图图5－3－5所示示，，斜斜面面轨轨道AB与水水平平面面之之间间的的夹夹角角θ＝53°°，BD为半半径径R＝4m的圆圆弧弧形形轨轨道道，，且且B点与与D点在在同同一一水水平平面面上上，，在在B点，图图5－3－5斜面轨道AB与圆弧形轨道道BD相切，整个轨轨道处于竖直直平面内且处处处光滑，在在A点处有一质量量m＝1kg的小球由静止止滑下，经过过B、C两点后从D点斜抛出去，，最后落在地地面上的S点时的速度大大小vS＝8m/s，已知A点距地面的高高度H＝10m，B点距地面的高高度h＝5m，设以MDN为分界线，其其左边为一阻阻力场区域，，右边为真空(1)小球经过B点时的速度为为多大？(2)小球经过圆弧弧轨道最低处处C点时对轨道的的压力多大？？(3)小球从D点抛出后，受受到的阻力Ff与其瞬时速度度方向始终相相反，求小球球从D点至S点的过程中阻阻力Ff所做的功。[审题指导]解答本题时应应注意以下三三点：(1)轨道ABCD光滑，只有重重力对小球做做功。(2)MN左侧阻力场区区域，有阻力力对小球做负负功。(3)B、D等高，两处小小球速度大小小相等。[答案](1)10m/s(2)43N(3)－68J[拓展训练]2．光滑曲面轨轨道置于高度度为H＝1.8m的平台上，其其末端切线水平；另另有一长木板板两端分别搁搁在轨道末端端点和水平地地面间，构成成倾角为θ＝37°的斜面，如图图5－3－6所示。一个可可视作质点的的质量为m＝1kg的小球，从光光滑曲面上由由静止开始下下滑(不计空气阻力力，图5－3－6(1)若小球从高h＝0.2m处下滑，则小小球离开平台台时速度v0的大小是多少少？(2)若小球下滑后后正好落在木木板的末端，，则释放小球球的高度h为多大大？(3)试推导导小球球下滑滑后第第一次次撞击击木板板时的的动能能与它它下滑滑高度h的关系系表达达式。。答案：(1)2m/s(2)0.8m(3)Ek＝32.5h[知识检检索](1)对多个个物体体组成成的系系统要要注意意判断断物体体运动动过程程中，，系统的的机械械能是是否守守恒。。(2)注意寻寻找用用绳或或杆相相连接接的物物体间间的速速度关关系和和位移关系系。(3)列机械械能守守恒方方程时时，一一般选选用ΔEk＝－ΔEp的形式式。[典题例例析][例3]如图5－3－7所示，，长为为L的轻杆，一一端装装有固固定光光滑的的转动动轴O，另一端及及中点点固定定着质质量相相同的的B球和A球，将将轻杆杆从水水平位位置由由静止止释放放，当当图图5－3－7轻杆摆摆至竖竖直位位置时时，A、B两球的的速度度大小小各是是多少少？[审题指指导]A、B两球各各自的的机械械能并并不守守恒，，所以以应用用机械械能守守恒定定律时时，必必须选选A、B组成的的系统统为研研究对对象，，又由由于A、B[拓展训训练]3.如图5－3－8所示，，在光光滑固固定的的曲面面上，放放有两两个质质量分分别为为1kg和2kg的可视为为质点点的小小球A和B，两球球之间间用一根轻轻质弹弹簧相相连，，用手手拿着着A如图所所图图5－3－8示竖直直放置置，AB间距离离L＝0.2m，小球球B刚刚与与曲面面接触且距距水平平面的的高度度h＝0.1m。此时时弹簧簧的弹弹性势势能Ep＝1J，自由由释放放后两两球以以及弹弹簧从从静止止开始始下滑滑到光光滑地地面上上，以以后一一直沿沿光滑滑地面面运动动，不不计一一切碰碰撞时时机械械能的的损失失，g取10m/s2。则下列列说法中中正确的的是()答案：B1.(2011·阜阳模拟拟)如图5－3－9所示，A、B两球质量量相等，，A球用不能伸伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧簧系于O′点，O与O′点在同一水水平面上，，分别将A、图图5－3－9B球拉到与悬悬点等高处处，使绳和和轻弹簧均均处于水平平，弹簧处于自然然状态，将将两球分别别由静止开开始释放，，当两球达到各自悬悬点的正下下方时，两两球仍处在在同一水平平面上，则()A．两球到达达各自悬点点的正下方方时，两球球动能相等等B．两球到达达各自悬点点的正下方方时，A球动能较大大C．两球到达达各自悬点点的正下方方时，B球动能较大大D．两球到达达各自悬点点的正下方方时，A球受到向上上的拉力较小解析：整个过程中中两球减少少的重力势势能相等，，A球减少的重重力势能完完全转化为为A球的动能，，B球减少的重重力势能转转化为B球的动能和和弹簧的弹弹性势能，，所以A球的动能大大于B球的动能，，所以B正确；在O点正下方位位置根据牛牛顿第二定定律，小球球所受拉力力与重力的的合力提供供向心力，，则A球受到的拉拉力较大，，所以D错误。答案：B2．(2012·徐州模拟)有一竖直放放置的“T”形架，表面面光滑，滑滑块A、B分别套在水平杆与与竖直杆上上，A、B用一不可伸长的轻轻细绳相连连，A、B质量相等，且可看看做质点，，如图5－3－10所图图5－3－10示，，开开始始时时细细绳绳水水平平伸伸直直，，A、B静止止。。由由静静止止释释放放B后，，已已知知当当细细绳绳与与竖竖直直方方向向的的夹夹角角为为60°°时，滑块B沿着竖直杆下下滑的速度为为v，则连接A、B的绳长为()答案：D答案：C4.(2011·福建高考)如图5－3－11为某种鱼饵自动投放器中中的投饵管装装置示意图，，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，，上半部BC是半径为R