【优化方案】高考物理总复习 第5章第三节机械能守恒定律课件 大纲

第三节机械能守恒定律第三节机械能守恒定律基础知识梳理课堂互动讲练经典题型探究知能优化演练基础知识梳理一、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：重力势能是标量，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．重力高度参考平面mgh4．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____、____做功的情形下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持____.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．即时应用1.(2011年河南郑州测试)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、机械能能守恒定律律的应用1．定律的三三种表达形形式(1)E1＝E2或Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2，表示系统统在初状态态机械能等等于其末状状态的机械械能．运用用这种形式式表达时，，应选好零零势能面，，且初、末末状态的高高度已知，，系统除地地球外，只只有一个物物体时，用用这种表达达形式较方方便．(2)ΔEp＝－ΔEk，表示系统统(或物体)机械能守恒恒时，系统统减少(或增加)的势能等于于增加(或减少)的总动能．．应用时，，关键在于于分清重力力势能的增增加量和减减少量，可可不选参考考平面而直直接计算初初、末状态态的势能差差．这种表表达方式一一般用于始始末状态的的高度未知知，但高度度变化已知知的情况．．(3)ΔEA增＝ΔEB减，表示若系系统由A、B两部分组成成，则A部分物体机机械能的增增加量与B部分物体机机械能的减减少量相等等．以上三种表表达方式中中，(1)是最基本的的表达方式式，易于理理解和掌握握，但始、、末状态的的动能和势势能要分析析全，防止止遗漏某种种形式的机机械能．应应用(2)、(3)方式列出的的方程简捷捷，是同学学们应该重重点掌握的的，但在分分析势能的的变化时易易出错，要要引起注意意．2．解解题题的的基基本本步步骤骤(1)正确选取研究究对象，必须须明确研究对对象是一个系系统，而不能能是一个单一一的物体．(2)分析研究对象象在运动过程程中的受力情情况，明确各各力的做功情情况，判断机机械能是否守守恒．(3)选取零势能面面，确定研究究对象在初、、末状态的机机械能．(4)根据机械能守守恒定律列出出方程．(5)解方程求出结结果，并对结结果进行必要要的讨论和说说明．即时应用2．如图5－3－1所示，在水平平台面上的A点，一个质量量为m的物体以初速速度v0被抛出，不计计空气阻力，，求它到达台台面下h处的B点时速度的大大小．图5－3－1经典题型探究

(2010年高考上海物理卷)如图5－3－2，ABC和ABD为两个光滑固定轨道，A、B、E在同一水平面上，C、D、E在同一竖直线上，D点距水平面的高度为h，C点的高度为2h，一滑块从A点以初速度v0分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出．例1“单个”物体的机械能守恒题型一图5－3－2(1)求滑块落到水水平面时，落落点与E点间的距离sC和sD；(2)为实现sC＜sD，v0应满足什么条条件？【思路点拨】滑块滑到轨道道最高点的过过程中机械能能守恒，离开开最高点做平平抛运动．例2多个物体组成的系统机械能守恒题型二(2011年苏北四市调调研)如图5－3－3所示，光滑固固定的竖直杆杆上套有一个个质量m＝0.4kg的小物块A，不可伸长的的轻质细绳通通过固定在墙墙壁上、大小小可忽略的定定滑轮D，连接小物块块A和小物块B，虚线CD水平，间距d＝1.2m，此时连接小小物块A的细绳与竖直直杆的夹角为为37°，图5－3－3小物块A恰能保持静止止．现在在小小物块B的下端挂一个个小物块Q(未画出)，小物块A可从图示位置置上升并恰好好能到达C处．不计摩擦擦和空气阻力力，cos37°°＝0.8、sin37°°＝0.6，重力加速度度g取10m/s2.求：(1)小物块A到达C处时的加速度度大小；(2)小物块B的质量；(3)小物块块Q的质量量．【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联立解解得mB＝0.5kg.(3)设小物物块Q的质量量为m0，根根据据系系统统机机械械能能守守恒恒得得：：mghAC＝(mB＋m0)ghBhAC＝dcot37°＝1.6m【答案】(1)10m/s2(2)0.5kg(3)0.3kg变式训练练1如图5－3－4所示，光光滑圆柱柱被固定定在水平平平台上上，用轻轻绳跨过过圆柱体体与两小小球m1、m2相连(m1、m2分别为它它们的质质量)，开始时时让m1放在平台台上，两两边绳绷绷直，两两球从静静止开始始m1上升，m2下降，当当m1上升到圆圆柱的最最高点时时，绳子子突然断断裂，发发现m1恰能做平平抛运动动抛出．．求m2应为m1的多少倍倍？图5－3－4机械能守守恒定律律与动能能定理的的综合应应用例3(满分样板板12分)(2011年福建模模拟)如图5－3－5所示，倾倾角为θ的光滑斜斜面上放放有两个个质量均均为m的小球A和B，两球之之间用一一根长为为L的轻杆相相连，下下面的小小球B离题型三图5－3－5斜面底端端的高度度为h.两球从静静止开始始下滑，，不计球球与地面面碰撞时时的机械械能损失失，且地地面光滑滑，求：：(1)两球都进进入光滑滑水平面面时两小小球运动动的速度度大小；；(2)此过程中中杆对B球所做的的功．【思路点拨拨】解答本题题时要注注意以下下三点：：(1)A和B组成的系系统在下下滑过程程中机械械能守恒恒．(2)在水平面面上，A、B的速度相相等．(3)杆对B球的力在在整个过过程中为为变力，，变力的的功可应应用动能能定理求求解．【解析】(1)由于不计计摩擦力力及碰撞撞时的机机械能损损失，因因此两球球组成的的系统机机械能守守恒．两两球在光光滑水平平面上运运动时的的速度大大小相等等，设为为v，根据机机械能守守恒定律律有：【规律总结结】对于计算算系统内内弹力做做功问题题，先根根据机械械能守恒恒求速度度，再利利用动能能定理求求功．变式训练练2如图5－3－6所示，质