高考物理复习第05章机械能第3讲机械能守恒定律市赛课公开课一等奖省名师获奖课件

机械能第五章第三讲机械能守恒定律1/5502关键考点·探究突破03模拟演练·稳基提能栏目导航01基础再现·双击落实04课后回顾·高效练习2/5501基础再现·双击落实1.重力做功与重力势能(1)重力做功特点重力做功与________无关，只与初、末位置____________相关．路径一机械能

竖直高度3/55(2)重力做功与重力势能改变关系①定性关系：重力对物体做正功，重力势能就________；重力对物体做负功，重力势能就________．②定量关系：物体从位置A到位置B时，重力对物体做功等于物体重力势能__________，即WG＝__________________．③重力势能改变量是绝正确，与参考面选取________．降低增加改变量EpA－EpB

无关4/552．弹性势能(1)定义发生弹性形变物体各部分之间，因为有弹力相互作用而含有势能．(2)弹力做功与弹性势能改变关系①弹力做功与弹性势能改变关系类似于重力做功与重力势能改变关系．②对于弹性势能，普通物体弹性形变量越大，弹性势能________．(3)同一根弹簧伸长量和压缩量相同时，弹簧弹性势能相同吗？提醒：相同越大5/551.推导机械守恒定律理论？提醒：物体沿光滑曲面下滑，某时刻处于位置A时，它动能为Ek1，重力势能为Ep1，总机械能E1＝Ek1＋Ep1．二机械能守恒定律

运动到位置B时，它动能是Ek2，重力势能为Ep2，总机械能是E2＝Ek2＋Ep2．由动能定理知，由A到B过程中，只有重力做功，所以重力所做功WG＝mg(h1－h2)，由重力做功与重力势能关系知WG＝Ep1－Ep2，所以有Ek2－Ek1＝Ep1－Ep2，即Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2，即E1＝E2．6/55重力势能动能不变不做功7/555．思索：(1)物体所受合外力为零，物体机械能一定守恒吗？举例说明．提醒：不一定．如物体在竖直方向上做匀速直线运动．(2)物体所受协力不为零，其机械能一定不守恒吗？举例说明．提醒：不一定．如光滑水平面上物体做匀速圆周运动时．(3)物体所受合外力做功不为零，其机械能一定不守恒吗？提醒：不一定．物体所受合外力做功不为零．但除重力以外其它力做功代数和为零时，机械能守恒．8/551．判断正误(1)重力势能改变与零势能参考面选取无关．()(2)克服重力做功，物体重力势能减小．()(3)发生弹性形变物体都含有弹性势能．()(4)物体速度增大时，其机械能可能减小．()(5)物体除受重力外，还受其它力，但其它力不做功，则物体机械能一定守恒．()答案：(1)√(2)×(3)√(4)√(5)√9/552．(粤教版必修2P82第2题)(多项选择)忽略空气阻力，以下物体运动过程中满足机械能守恒是()A．电梯匀速下降B．物体自由下落C．物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端D．物体沿着斜面匀速下滑E．铅球运动员抛出铅球从抛出到落地前答案：BCE10/55答案：AD11/5512/55A．甲图中，物体A将弹簧压缩过程中，物体A机械能守恒B．乙图中，物体A固定，物体B沿斜面匀速下滑，物体B机械能守恒C．丙图中，不计任何阻力和定滑轮质量时，A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成系统机械能守恒D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球机械能守恒答案：CD13/555．(人教版必修2P80第2题改编)如图所表示是某公园设计一个惊险刺激娱乐设施．管道除D点右侧水平部分粗糙外，其余部分均光滑．若挑战者自斜管上足够高位置滑下，将无能量损失连续滑入第一个、第二个圆管轨道A、B内部(圆管A比圆管B高)．某次一挑战者自斜管上某处滑下，经过第一个圆管轨道A内部最高位置时，对管壁恰好无压力．则这名挑战者()14/55A．经过管道A最高点时机械能大于经过管道B最低点时机械能B．经过管道A最低点时动能大于经过管道B最低点时动能C．经过管道B最高点时对管外侧壁有压力D．不能经过管道B最高点答案：C15/551.做功判断法：若物体系统内只有重力和弹簧弹力做功，其它力均不做功或其它力做功代数和为零，则系统机械能守恒．2．能量转化判断法：若只有系统内物体间动能和重力势能及弹性势能相互转化，系统跟外界没有发生机械能传递，机械能也没有转变成其它形式能(如没有内能增加)，则系统机械能守恒．3．利用机械能定义判断：若物体在水平面上匀速运动，则其动能、势能均不变，机械能守恒．若一个物体沿斜面匀速下滑，则其动能不变，重力势能降低，机械能降低．02关键考点·探究突破考点一机械能守恒判断16/551．(·河南洛阳模拟)关于机械能守恒，以下说法正确是()A．做自由落体运动物体，机械能一定守恒B．人乘电梯加速上升过程，机械能守恒C．物体必须在只受重力作用情况下，机械能才守恒D．合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒A17/55解析：做自由落体运动物体只有重力做功，机械能守恒，故A正确；人乘电梯加速上升过程，动能与重力势能都增加，机械能增加，机械能不守恒，故B错误；只有重力做功，则机械能守恒，除重力外物体还受其它力，物体机械能也可能守恒，如沿光滑斜面下滑物体除受重力外还受支持力，但物体机械能守恒，故C错误；合外力对物体做功为零，机械能不一定守恒，如在竖直方向匀速下落物体合外力做功为零，但机械能降低，机械能不守恒，故D错误．18/552．(·天津一中模拟)固定倾斜光滑杆上套有一个质量为m圆环，圆环与竖直放置轻质弹簧一端相连，弹簧另一端固定在地面上A点，弹簧处于原长h.让圆环沿杆滑下，滑到杆底端时速度为零，则()A．在下滑过程中圆环机械能守恒B．在下滑过程中弹簧弹性势能先减小后增大C．弹簧弹性势能在整个过程中增加了mghD．在下滑过程中(含始末位置)有两个位置弹簧弹力功率为零C19/55解析：圆环沿杆滑下，滑到杆底端过程中有两个力对圆环做功，即环重力和弹簧弹力，所以圆环机械能不守恒，A错误；弹簧弹性势能随弹簧形变量改变而改变，由题图知弹簧先压缩再伸长，故弹簧弹性势能先增大后减小再增大，B错误；系统整体机械能守恒，圆环机械能降低了mgh，则弹簧弹性势能增大了mgh，C正确；在A点时弹簧处于原长，弹力为零，故A点弹力功率为零，当弹簧与速度方向垂直时，弹力功率为零，当弹簧再次恢复原长时，弹力为零，弹力功率为零，到最底端时圆环速度为零，所以弹力功率为零，在下滑过程中(含始末位置)有四个位置弹簧弹力功率为零，D错误.20/55考点二单个物体机械能守恒答案：(1)5∶1(2)恰好能抵达C点21/5522/5523/55机械能守恒定律公式选取技巧1．在处理单个物体机械能守恒问题时通常应用守恒观点和转化观点，转化观点不用选取零势能面．2．在处理连接体问题时，通常应用转化观点和转移观点，都不用选取零势能面．24/55

(·天津高三期末)(多项选择)如图所表示，竖直平面内有一光滑圆环，半径为R，圆心为O，B为最低点，C为最高点，圆环左下方开一个小口与光滑斜面相切于A点，∠AOB＝37°，小球从斜面上D点由静止释放，经A点进入圆轨道，不计小球由D到A机械能损失，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则要确保运动过程中小球不离开轨道，小球释放位置到A点距离可能是()A．R B．2RC．3R D．4RAD25/5526/553．(·哈尔滨高三模拟考试)如图所表示，质量为m小球用OB和O′B两根轻绳悬挂，两轻绳与水平天花板夹角分别为30°和60°，此时OB绳拉力大小为F1.若烧断O′B绳，当小球运动到最低点C时，OB绳拉力大小为F2，则F1∶F2等于()A．1∶4 B．1∶3C．1∶2 D．1∶1A27/5528/55D29/5530/551.首先分析多个物体组成系统所受外力是否只有重力或弹力做功，内力是否造成了机械能与其它形式能转化，从而判断系统机械能是否守恒．2．若系统机械能守恒，则机械能从一个物体转移到另一个物体，ΔE1＝－ΔE2，一个物体机械能增加，则一定有另一个物体机械能降低．考点三多个物体组成系统机械能守恒31/5532/5533/5534/55(1)应用机械能守恒定律解题时，要正确选择系统和过程．(2)对于经过绳或杆连接多个物体组成系统，注意找物体间速度关系和高度改变关系．(3)链条、液柱类不能看作质点物体，要按重心位置确定高度．35/555．(·山东菏泽联考)(多项选择)如图所表示，质量相同两物体a、b，用不可伸长轻绳跨接在一轻质定滑轮两侧，a在水平桌面上方，b在水平桌面上，初始时用手拉住b，使a、b静止，撤去此拉力后，a开始运动．在a下降过程中，b一直未离开桌面．(忽略一切摩擦阻力和空气阻力)在此过程中()A．a动能小于b动能B．a动能等于b动能C．两物体所组成系统机械能增加D．物体a克服绳拉力做功等于物体a机械能降低许AD36/55解析：将b实际速度进行分解，如图所表示．由图可知va＝vbcosθ，即a速度小于b速度，故a动能小于b动能，A正确，B错误；因为只有重力做功，故a、b组成系统机械能守恒，C错误；依据功效关系可知，物体a克服绳拉力做功等于物体a机械能降低许，D正确．37/556．(·上海虹口质检)如图所表示，半径为R＝1.5m光滑圆弧支架竖直放置，圆心角θ＝60°，支架底部CD离地面足够高，圆心O在C点正上方，右侧边缘P点固定一个光滑小轮，可视为质点小球A、B分别系在足够长跨过小轮轻绳两端，两球质量分别为mA＝0.3kg、mB＝0.1kg.将A球从紧靠小轮处由静止释放，求：(1)当A球运动到C点时，两球组成系统重力势能改变量；(2)A球运动到C点时速度大小；(3)若A球运动到C点时轻绳突然断裂，从此时开始，需经过多少时间两球重力功率大小相等？38/5539/5540/551.因为弹簧形变会含有弹性势能，系统总动能将发生改变，若系统所受外力和除弹簧弹力以外内力不做功，系统机械能守恒．2．在相互作用过程特征方面，弹簧两端物体把弹簧拉伸至最长(或压缩至最短)时，两端物体含有相同速度，弹性势能最大．3．假如系统每个物体除弹簧弹力外所受协力为零，当弹簧为自然长度时，系统内弹簧某一端物体含有最大速度(如绷紧弹簧由静止释放)．考点四含弹簧系统机械能守恒问题41/5542/5543/5544/5545/55包括弹簧综合问题在高考试题中也屡见不鲜，普通难度较大，甚至作为压轴题出现．其特点是出题形式灵活、情景多样，需要考生在平时勤于总结、提炼规律．在详细问题分析中要尤其注意弹簧以下特征：弹簧所处始末状态是否有形变，有形变则有弹性势能；弹簧能够作为施力者出现对研究对象做功，实现弹性势