江苏省南通市2023届高考物理一轮复习机械能守恒定律学案（无答案）

江苏省南通市2023届高考物理一轮复习机械能守恒定律学案（无答案）PAGEPAGE4机械能守恒定律一．考纲解读1.理解重力势能、弹性势能、机械能的概念.2.理解机械能守恒的条件.3.理解机械能守恒定律,能运用机械能守恒定律分析和解决生活、生产中的实际问题.二．双基回扣1．如下图，质量为m的小球从桌面竖直向上抛出，桌面离地高度为h1，小球能到达的最大高度离地为h．假设以桌面为重力势能的零参考平面，不计空气阻力，那么，小球在最高点的重力势能为___________，落地时的重力势能为_________，落地时的动能为_________，落地时的机械能为__________。2．如下图，一轻质弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬挂点等高的地方无初速度释放，让其自由摆下，不计空气阻力，在水平位置弹簧长度等于原长，重物在摆向最低点的过程中〔〕A．重力做正功，弹力不做功。B．重物重力势能与动能之和增大C．重物的动能与弹簧的弹性势能之和增大D．假设用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做功不变，弹力不做功。3．以下四个选项的图中,木块均在固定的斜面上运动,其中图A、B、C中的斜面是光滑的,图D中的斜面是粗糙的,图A、B中的F为木块所受的外力,方向如图中箭头所示,图A、B、D中的木块向下运动,图C中的木块向上运动.在这四个图所示的运动过程中,机械能守恒的是()ABCD三．要点导学要点一：关于物体机械能守恒与否的判断例1.一轻质弹簧固定于天花板上的O点处,原长为L,如下图.一个质量为m的物块从A点竖直向上抛出,以速度v与弹簧在B点相接触,然后向上压缩弹簧,到C点时物块速度为零,在此过程中无机械能损失.以下说法中正确的选项是()A.由A到C的过程中,物块的动能和重力势能之和保持不变B.由B到C的过程中,弹簧的弹性势能和物块动能之和逐渐减小C.由A到C的过程中,物块m的机械能守恒D.由B到C的过程中,物块与弹簧组成的系统机械能守恒练习：1.质量分别为m和M(其中M=2m)的两个小球P和Q,中间用轻质杆固定连接,在杆的中点O处有一个固定转轴,如下图.现在把杆置于水平位置后自由释放,在Q球顺时针摆动到最低位置的过程中,关于能量,以下说法中正确的选项是()A.Q球的重力势能减少、动能增加,Q球和地球组成的系统机械能守恒B.P球的重力势能增加、动能减小,P球和地球组成的系统机械能守恒C.P球、Q球和地球组成的系统机械能守恒D.P球、Q球和地球组成的系统机械能不守恒小结：判断机械能是否守恒的方法：要点二：机械能守恒定律的根本表达式例2.如下图,一根很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端各系一小球a和b.a球的质量为m,静置于地面;b球的质量为3m,用手托住,高度为h,此时轻绳刚好拉紧.从静止开始释放b后,a可能到达的最大高度为()A.h B.1.5hC.2h D.2.5h练习2如下图是一个横截面为半圆、半径为R的光滑柱面,一根不可伸长的细线两端分别系着物体A、B,且mA=2mB,从图示位置静止释放A物体,当物体B到达半圆顶点时,求绳的张力对物体B所做的功.例3.如下图,两个竖直圆弧轨道固定在同一水平地面上,半径R相同,左侧轨道由金属凹槽制成,右侧轨道由金属圆管制成,且均可视为光滑.在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放,小球距离地面的初始高度分别为hA和hB.以下说法中正确的选项是()A.假设使小球A沿轨道运动并且从最高点飞出,释放的最小高度为B.假设使小球B沿轨道运动并且从最高点飞出,释放的最小高度为C.适当调整hA,可使A球从轨道最高点飞出后,恰好落在轨道右端口处D.适当调整hB,可使B球从轨道最高点飞出后,恰好落在轨道右端口处练习3、某娱乐工程中,参与者抛出一小球去撞击触发器,从而进入下一关.现在将这个娱乐工程进行简化,假设参与者从触发器的正下方以速率v竖直上抛一小球,小球恰好击中触发器.假设参与者仍在刚刚的抛出点,沿A、B、C、D四个不同的光滑轨道分别以速率v抛出小球,如下图.那么小球能够击中触发器的可能是()小结：要点三：含弹性势能的机械能守恒定律综合问题例4.如下图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图,其下半部AB是一长为2R的竖直细管,上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管,管口沿水平方向,AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧.投饵时,每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定,在弹簧上段放置一粒鱼饵,解除锁定,弹簧可将鱼饵弹射出去.设质量为m的鱼饵到达管口C时,对管壁的作用力恰好为零.不计鱼饵在运动过程中的机械能损失,且锁定和解除锁定时,均不改变弹簧的弹性势能.重力加速度为g.(1)求质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1.(2)求弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep.(3)地面与水面相距1.5R,假设使该投饵管绕AB管的中轴线OO'在90°角的范围内来回缓慢转动,每次弹射时只放置一粒鱼饵,鱼饵的质量在m到m之间变化,且均能落到水面.持续投放足够长时间后,鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少?练习4.如下图，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A置于光滑水平桌面上(桌面足够大)，A右端连接一水平细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连．开始时托住B，让A处于静止且细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度．以下有关该过程的分析中正确的选项是()A．B物体受到细线的拉力保持不变B．B物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量C．A物体动能的增加量等于B物体重力对B做的功与弹簧弹力对A做的功之和D．A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A做的功例5.如下图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图,整个轨道在同一竖直平面内,外表粗糙的AB段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切.点A距水面的高度为H,圆弧轨道BC的半径为R,圆心O恰在水面.一质量为m的游客(视为质点)可从轨道AB的任意位置滑下,不计空气阻力.(1)假设游客从A点由静止开始滑下,到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面上的D点,OD=2R,求游