高考物理一轮专题复习导学案 专题二+机械能守恒定律的应用

编号:10高三物理(理)第=page1*2-11页(共4页)高三物理(理)第=page1*22页(共4页)专题二、能量与动量机械能守恒定律的应用姓名_______班级_______学号_______【复习目标】会分析系统机械能守恒会分析弹簧系统机械能守恒【复习重点】1、系统机械能守恒2、弹簧系统机械能守恒【复习难点】动能定理易错易混点：(1)研究对象的选取研究对象的选取是解题的首要环节，有时是单个物体的机械能守恒，有时是多个物体的机械能守恒。(2)研究过程的选取有些问题研究对象的运动过程分成几个阶段，有的阶段机械能守恒，而有的阶段机械能不守恒，因此应用机械能守恒时要注意过程的选取。【知识点归纳与构建】判断机械能守恒的两个角度1．若只有物体重力和弹簧弹力做功，则物体和弹簧组成的系统机械能守恒。2．若系统内部只有动能和势能的相互转化，没有其他形式的能(如内能)与机械能相互转化，且系统与外部也没有能量的转移或转化，则系统机械能守恒。掌握系统机械能守恒的三种表达式应用机械能守恒定律解题的基本思路预习检测1、[多选]如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d。杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点正下方距离为d处。现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是()A．环到达B处时，重物上升的高度h＝eq\f(d,2)B．环到达B处时，环与重物的速度大小相等C．环从A到B，环减少的机械能等于重物增加的机械能D．环能下降的最大高度为eq\f(4d,3)2、半径为R的光滑圆环竖直放置，环上套有两个质量分别为m和eq\r(3)m的小球A和B。A、B两球之间用一长为eq\r(2)R的轻杆相连，如图所示。开始时，A、B两球都静止，且A球在圆环的最高点，现将A、B两球由静止释放，试求：(1)B球到达最低点时的速度大小；(2)B球到达最低点的过程中，杆对A球做的功；(3)B球在圆环右侧区域内能达到的最高点位置。【典型例题】考点一弹簧连接的系统机械能守恒问题【典例1】[多选]如图所示，光滑的小滑轮D(可视为质点)固定，质量相等的物体A和B用轻弹簧连接，物体B放在地面上，用一根不可伸长的轻绳一端与物体A连接，另一端跨过定滑轮与小环C连接。小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆，小环C位于位置R时，绳与细杆的夹角为θ，此时物体B与地面刚好无压力，图中SD水平，位置R和Q关于S对称。现让小环从R处由静止释放，环下落过程中绳始终处于拉直状态，且环到达Q处时速度最大。在小环从R处下落到Q处的过程中，下列说法正确的是()A．小环C和物体A组成的系统机械能守恒B．小环C下落到位置S时，小环C的机械能一定最大C．小环C从位置R运动到位置Q的过程中，弹簧的弹性势能可能先减小后增大D．小环C到达位置Q时，物体A与小环C的动能之比为cosθ∶2考点二：杆连接的系统机械能守恒问题【典例2】[多选]如图所示，竖直平面内固定两根足够长的细杆L1、L2，两杆分离不接触，且两杆间的距离忽略不计。两个小球a、b(视为质点)质量均为m，a球套在竖直杆L1上，b球套在水平杆L2上，a、b通过铰链用长度为L的刚性轻杆连接。将a球从图示位置由静止释放(轻杆与L2杆夹角为45°)，不计一切摩擦，已知重力加速度为g。在此后的运动过程中，下列说法正确的是()A．a球和b球所组成的系统机械能守恒B．b球的速度为零时，a球的加速度大小一定等于gC．b球的最大速度为eq\r(2＋\r(2)gL)D．a球的最大速度为eq\r(\r(2)gL)【训练检测】1.(多选)如图所示，一轻质弹簧一端固定在水平面上通过O点的转轴上，另一端与一质量为m的小环相连。环可以沿与水平方向成30°角的光滑固定杆下滑，已知弹簧原长为L。现让环从O点的正上方距O点为L的A点由静止开始下滑，环刚好滑到与O点处于同一水平面上的B点时速度变为零。则小环在从A点下滑到B点的过程中()A．小环的机械能守恒B．弹簧的弹性势能一直变大C．弹簧的最大弹性势能为mgLD．除A、B两点外，弹簧弹力做功的瞬时功率为零还有两处2．[多选]在一次探究活动中，某同学设计了如图所示的实验装置。小车的质量M＝1kg，长L＝4m、半径R＝1m的光滑半圆弧轨道固定在小车的上表面的中点位置，半圆弧轨道下端与小车的上表面水平相切。现让位于轨道最低点的质量m＝0.2kg的光滑小球随同小车一起沿光滑水平面向右做匀速直线运动，某时刻小车碰到固定障碍物而瞬时处于静止状态(小车不反弹)，之后小球离开圆弧轨道最高点并恰好落在小车的左端边沿处。该同学通过这次实验得到了如下结论，其中正确的是(g取10m/s2)()A．小球到达最高点的速度为eq\r(10)m/sB．小车与障碍物碰撞时损失的机械能为12.5JC．小车瞬时静止后，小球在轨道最低点对轨道的压力大小是12ND．小车向右做匀速直线运动的速度大小约为6.5m/s某种鱼饵自动投放器的装置示意图如图所示。其下半部分AB是一长为2R的竖直细管，上半部分BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口C处切线水平，AB管内有原长为R、下端固定的轻质弹簧。在弹簧上端放置一粒质量为m的鱼饵，解除锁定后弹簧可将鱼饵弹射出去。投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，此时弹簧的弹性势能为6mgR(g为重力加速度)。不计鱼饵在运动过程中的机械能损失。(1)求鱼饵到达管口C时的速度大小v1；(2