【优化方案】浙江省高考物理总复习 第5章第三节 机械能守恒定律课件 大纲人教

第三节机械能守恒定律

课堂互动讲练经典题型探究知能优化演练第三节机械能守恒定律基础知识梳理基础知识梳理一、重力势能1．定义：物体的重力势能等于它所受_____与_____的乘积．2．公式：Ep＝_____.3．矢标性：重力势能是___量，但有正、负，其意义是表示物体的重力势能比它在__________上大还是小，这与功的正、负的物理意义不同．重力高度mgh标参考平面4．特点(1)系统性：重力势能是_____和_____共有的．(2)相对性：重力势能的大小与_________的选取有关．重力势能的变化是_____的，与参考平面的选取______．5．重力做功与重力势能变化的关系重力做正功时，重力势能______；重力做负功时，重力势能_____；重力做多少正(负)功，重力势能就___________多少，即WG＝__________.地球物体参考平面绝对无关减小增大减小(增大)Ep1－Ep2二、弹性势能1．定义：物体由于发生_________而具有的能．2．大小：弹性势能的大小与_______及_________有关，弹簧的形变量越大，劲度系数_____，弹簧的弹性势能______．3．弹力做功与弹性势能变化的关系弹力做正功，弹性势能_____；弹力做负功，弹性势能_____．即弹簧恢复原长过程中弹力做______，弹性势能_____，形变量变大的过程中弹力做_____，弹性势能______．弹性形变形变量劲度系数越大越大减小增大正功减小负功增大三、机械能守恒定律1．内容：在只有_____或_____做功的物体系统内，只存在动能与势能的相互转化，而总的机械能保持______．2．表达式(1)Ek1＋Ep1＝_________

(要选零势能参考平面)．(2)ΔEk＝______

(不用选零势能参考平面)．(3)ΔEA增＝______

(不用选零势能参考平面)．3．机械能守恒的条件只有_____

(或弹簧的_____)做功或虽有其他外力做功但其他力做功的代数和_____．重力弹力不变Ek2＋Ep2－ΔEpΔEB减重力弹力为零课堂互动讲练一、机械能守恒条件的理解及守恒判断方法1．对机械能守恒条件的理解机械能守恒的条件是：只有重力或弹力做功．可以从以下两个方面理解：(1)只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动，物体的机械能守恒．(2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功．例如物体沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力不做功，物体的机械能守恒．2．判断机械能是否守恒的几种方法(1)利用机械能的定义判断(直接判断)：若物体在水平面匀速运动，其动能、势能均不变，机械能不变．若一个物体沿斜面匀速下滑，其动能不变，重力势能减少，其机械能减少．(2)用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒．(3)用能量转化来判断：若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒．(4)对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等，除非题目特别说明，否则机械能必定不守恒．特别提醒：机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零，更不是合外力为零；判断机械能是否守恒时，要根据不同情景恰当地选取判断方法．即时应用

(即时突破，小试牛刀)1.(2011年湖州测试)下列物体运动过程中满足机械能守恒的是(

)A．跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降B．忽略空气阻力，物体竖直上抛C．火箭升空D．拉着物体沿光滑斜面匀速上升解析：选B.跳伞运动员匀速下降，除重力做功外，还有阻力做功，A错；物体竖直上抛时，只有重力做功，机械能守恒，B正确；火箭升空时，推力做正功，机械能增加，C不正确；拉着物体沿光滑斜面匀速上升时，机械能增加，D不正确．二、、机机械械能能守守恒恒定定律律的的应应用用1．定定律律的的三三种种表表达达形形式式(1)E1＝E2或Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2，表示系系统在初初状态机机械能等等于其末末状态的的机械能能．运用用这种形形式表达达时，应应选好零零势能面面，且初初、末状状态的高高度已知知，系统统除地球球外，只只有一个个物体时时，用这这种表达达形式较较方便．．(2)ΔΔEp＝－ΔEk，表示系系统(或物体)机械能守守恒时，，系统减减少(或增加)的势能等等于增加加(或减少)的总动能能．应用用时，关关键在于于分清重重力势能能的增加加量和减减少量，，可不选选参考平平面而直直接计算算初、末末状态的的势能差差．这种种表达方方式一般般用于始始末状态态的高度度未知，，但高度度变化已已知的情情况．(3)ΔΔEA增＝ΔEB减，表示若若系统由由A、B两部分组组成，则则A部分物体体机械能能的增加加量与B部分物体体机械能能的减少少量相等等．以上三种种表达方方式中，，(1)是最基本本的表达达方式，，易于理理解和掌掌握，但但始、末末状态的的动能和和势能要要分析全全，防止止遗漏某某种形式式的机械械能．应应用(2)、(3)方式列出出的方程程简捷，，是同学学们应该该重点掌掌握的，，但在分分析势能能的变化化时易出出错，要要引起注注意．2．解题的的基本步步骤(1)正确选取取研究对对象，必必须明确确研究对对象是一一个系统统，而不不能是一一个单一一的物体体．(2)分析研究究对象在在运动过过程中的的受力情情况，明明确各力力的做功功情况，，判断机机械能是是否守恒恒．(3)选取零势势能面，，确定研研究对象象在初、、末状态态的机械械能．(4)根据机械械能守恒恒定律列列出方程程．(5)解方程求求出结果果，并对对结果进进行必要要的讨论论和说明明．特别提醒醒：(1)在应用机机械能守守恒解决决问题时时，首先先要判断断系统的的机械能能是否守守恒，然然后注意意选取恰恰当的守守恒形式式列式求求解．(2)应特别关关注研究究对象的的“一个过程程”和“两个状态态”．(3)零势能面面的选取取是任意意的，在在通常情情况下，，一般选选取地面面或物体体在运动动过程中中所达到到的最低低水平面面为零势势能面．．即时应用用(即时突破破，小试试牛刀)2.如图5－3－1所示，在在水平台台面上的的A点，一个个质量为为m的物体以以初速度度v0被抛出，，不计空空气阻力力，求它它到达台台面下h处的B点时速度度的大小小．图5－3－1经典题型探究题型一“单个”物体的机械能守恒例1(2010年高考上上海物理理卷)如图5－3－2，ABC和ABD为两个光光滑固定定轨道，，A、B、E在同一水水平面上上，C、D、E在同一竖竖直线上上，D点距水平平面的高高度为h，C点的高度度为2h，一滑块块从A点以初速速度v0分别沿两两轨道滑滑行到C或D处后水平平抛出．．(1)求滑块落落到水平平面时，，落点与与E点间的距距离sC和sD；(2)为实现sC＜sD，v0应满足什什么条件件？【思路点拨拨】滑块滑到到轨道最最高点的的过程中中机械能能守恒，，离开最最高点做做平抛运运动．图5－3－2(2011年舟山调调研)如图5－3－3所示，光光滑固定定的竖直直杆上套套有一个个质量m＝0.4kg的小物块块A，不可伸伸长的轻轻质细绳绳通过固固定在墙墙壁上、、大小可可忽略的的定滑轮轮D，连接接小物物块A和小物物块B，虚线线CD水平，，间距距d＝1.2m，此时时连接接小物物块A的细绳绳与竖竖直杆杆的夹夹角为为37°°，小物物块A恰能保保持静静止．．现在在在小小物块块B的下端端挂一一个小小物块块Q(未画出出)，小物物块A可从图图示位位置上上升并并恰好好能到到达C处．不不计摩摩擦和和空气气阻力力，cos37°＝0.8、sin37°＝0.6，重力力加速速度g取10m/s2.求：题型二多个物体组成的系统机械能守恒例2(1)小物块块A到达C处时的的加速速度大大小；；(2)小物块块B的质量量；(3)小物块块Q的质量量．图5－3－3【解析】(1)当小物物块A到达C处时，，由受受力分分析可可知：：水平平方向向受力力平衡衡，竖竖直方方向只只受重重力作作用，，所以以小物物块A的加速速度a＝g＝10m/s2.(2)设小物物块B的质量量为mB，绳子子拉力力为FT；根据据平衡衡条件件：FTcos37°＝mgFT＝mBg联立解得mB＝0.5kg.【答案】(1)10m/s2(2)0.5kg(3)0.3kg变式训练1如图5－3－4所示，光滑滑圆柱被固固定在水平平平台上，，用轻绳跨跨过圆柱体体与两小球球m1、m2相连(m1、m2分别为它们们的质量)，开始时让让m1放在平台上上，两边绳绳绷直，两两球从静止止开始m1上升，m2下降，当m1上升到圆柱柱的最高点点时，绳子子突然断裂裂，发现m1恰能做平抛抛运动抛出出．求m2应为m1的多少倍？？图5－3－4(满分样板8分)(2011年福建模拟拟)如图5－3－5所示，倾角角为θ的光滑斜面面上放有两两个质量均均为m的小球A和B，两球之间间用一根长长为L的轻杆相连连，下面的的小球B离斜面底端端的高度为为h.两球从静止止开始下滑滑，不计球球与地面碰碰撞时的机机械能损失失，且地面面光滑，求求：题型三机械能守恒定律与动能定理的综合应用例3图5－3－5(1)两球都进入入光滑水平平面时两小小球运动的的速度大小小；(2)此过程中杆杆对B球所做的功功．【思路点拨】解答本题时时要注意以以下三点：：(1)A和B组成的系统统在下滑过过程中机械械能守恒．．(2)在水平面上上，A、B的速度相等等．(3)杆对B球的力在整整个过程中中为变力，，变力的功功可应用动动能定理求求解．【方法技巧】对于计算系系统内弹力力做功问题题，先根据据机械能守守恒求速度度，