高三物理高考第一輪單元復習

1、高三物理高考第一輪單元復習機械能守恒定律課時安排：2課時教學目標：1理解重力勢能的概念，知道重力做功與重力勢能變化的關(guān)系2理解彈性勢能的概念，知道彈簧的彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系3理解機械能守恒定律，并能應(yīng)用其解決有關(guān)問題4理解做功與能量轉(zhuǎn)化的對應(yīng)關(guān)系本講重點：1機械能守恒定律的條件2機械能守恒定律的應(yīng)用本講難點：機械能守恒定律的應(yīng)用考點點撥：1重力勢能及其變化2機械能守恒條件的判斷3機械能守恒定律的應(yīng)用4做功與能量轉(zhuǎn)化的對應(yīng)關(guān)系（功能關(guān)系）第一課時一、考點掃描（一）知識整合1機械能（1）勢能：由物體間的_和物體間的_決定的能量叫做勢能。（2）重力勢能：定義：地球上的物體由具有跟它的_有關(guān)的

2、能量叫重力勢能，是物體和地球共有的。表達式Ep=_.重力勢能Ep=mgh是相對的，式中的h是_；它隨選擇的_不同而不同，要說明物體具有多少重力勢能，首先要指明參考點(即零點)而重力勢能的變化與零重力勢能面的選取_。重力勢能是物體和地球這一系統(tǒng)共同所有，單獨一個物體談不上具有勢能即：如果沒有地球，物體談不上有重力勢能平時說物體具有多少重力勢能，是一種習慣上的簡稱重力勢能是_量，它沒有方向但是重力勢能有正、負此處正、負不是表示方向，而是表示比零點的能量狀態(tài)高還是低勢能大于零表示比零點的能量狀態(tài)高，勢能小于零表示比零點的能量狀態(tài)低零點的選擇不同雖對勢能值表述不同，但對物理過程沒有影響即勢能是相對的，

3、勢能的變化是絕對的，勢能的變化與零點的選擇無關(guān)重力做功與重力勢能變化的關(guān)系：_.可以證明，重力做功與路徑無關(guān)，由物體所受的重力和物體初、末位置所在水平面的高度差決定，即：WG=mgh所以重力做的功等于重力勢能增量的負值，即WG= -Ep(3)彈性勢能：物體因發(fā)生_而具有的勢能叫做彈性勢能。彈性勢能的大小與_，彈簧的_，彈簧的彈性勢能越大。（4）機械能：物體的_統(tǒng)稱為機械能2機械能守恒定律：（1）內(nèi)容：在只有_做功的情況下，物體的_發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但總的機械能保持不變。（2）表達式：_或_?！局仉y點闡釋】1對機械能守恒定律的理解：（1）機械能守恒定律的研究對象一定是系統(tǒng)，至少包括地球在內(nèi)。通常我們

4、說“小球的機械能守恒”其實一定也就包括地球在內(nèi)，因為重力勢能就是小球和地球所共有的。另外小球的動能中所用的v，也是相對于地面的速度。（2）當研究對象（除地球以外）只有一個物體時，往往根據(jù)是否“只有重力做功”來判定機械能是否守恒；當研究對象（除地球以外）由多個物體組成時，往往根據(jù)是否“沒有摩擦和介質(zhì)阻力”來判定機械能是否守恒。（3）“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。在該過程中，物體可以受其它力的作用，只要這些力不做功，或所做功的代數(shù)和為零，就可以認為是“只有重力做功”。2對機械能守恒條件的認識如果沒有摩擦和介質(zhì)阻力，物體只發(fā)生動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化時，機械能的總量保持不變，這就是機械能守恒定

5、律沒有摩擦和介質(zhì)阻力，這是守恒條件具體的講，如果一個物理過程只有重力做功，是重力勢能和動能之間發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，沒有與其它形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化，物體的動能和重力勢能總和保持不變?nèi)绻挥袕椈傻膹椓ψ龉Γ瑥椈膳c物體這一系統(tǒng)，彈性勢能與動能之間發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，不與其它形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化，所以彈性勢能和動能總和保持不變分析一個物理過程是不是滿足機械能守恒，關(guān)鍵是分析這一過程中有哪些力參與了做功，這一力做功是什么形式的能轉(zhuǎn)化成什么形式的能如果只是動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，而沒有與其它形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化，則機械能總和不變?nèi)绻麤]有力做功，不發(fā)生能的轉(zhuǎn)化，機械能當然也不發(fā)生變化二、高考要點精析（一）重力勢能及其變化考點點撥重力

6、勢能Ep=mgh是相對的，式中的h是相對于零勢能面的豎直高度差。重力勢能有正、負零點的選擇不同，重力勢能不同，但其變化是絕對的，與零點的選擇無關(guān)重力勢能的變化量決定于重力做功。重力做正功，重力勢能減少；重力做多少正功，重力勢能就減少多少。反之，重力做多少負功，重力勢能就增加多少?！纠?】如圖所示，勁度系數(shù)為k1的輕質(zhì)彈簧兩端分別與質(zhì)量為m1，m2的物塊1、2拴接，勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧上端與物塊2拴接，下端壓在桌面上（不拴接），整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)施力將物塊1緩慢地豎直上提，直到下面那個彈簧的下端剛脫離桌面.在此過程中，物塊2的重力勢能增加了_，物塊1的重力勢能增加了_。解析：只要計算出

7、初末狀態(tài)兩物塊的高度變化，就可以算出重力做的功，進而求得勢能的變化。初態(tài)：對k1，壓縮量為；對k2，壓縮量為末態(tài)：對k1，伸長量為；對k2，恰為原長物塊2上升的高度為所以，物塊2增加的重力勢能為m2 g2物塊1上升的高度為所以，物塊2增加的重力勢能為 m1（m1+m2）（）g2【答案】m2 g2； m1（m1+m2）（）g2考點精煉1在水平地面上鋪著n塊磚，每塊磚的質(zhì)量為m，厚度為h，如將磚一塊一塊地疊放起來，至少需做的功為_。（二）機械能守恒條件的判斷考點點撥機械能守恒條件是：沒有摩擦和介質(zhì)阻力，物體只發(fā)生動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化；或者說只有重力做功，只有重力勢能和動能之間相互轉(zhuǎn)化，沒有與其它形

8、式能的轉(zhuǎn)化。如果只有彈簧的彈力做功，彈簧與物體這一系統(tǒng)，彈性勢能與動能之間發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，不與其它形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)滿足機械能守恒。【例2】如圖所示的四個選項中，木塊均在固定的斜面上運動，其中圖A、B、C中的斜面是光滑的，圖D中的斜面是粗糙的，圖A、B中的力F為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所示，圖A、B、D中的木塊向下運動，圖C中的木塊向上運動。在這四個圖所示的運動過程中機械能守恒的是解析：機械能守恒的條件是：只有重力做功，A、B除去重力做功外，還有外力F做功，D因為斜面粗糙，摩擦力做功，機械能也不守恒， C中只有重力做功，機械能守恒?？键c精煉2如圖物塊和斜面都是光滑的，物塊從靜止沿斜面下

9、滑過程中，物塊機械能是否守恒？系統(tǒng)機械能是否守恒？第二課時（三）機械能守恒定律的應(yīng)用考點點撥（1）機械能守恒定律的各種表達形式，即； 點評：用時，需要規(guī)定重力勢能的參考平面。用時則不必規(guī)定重力勢能的參考平面，因為重力勢能的改變量與參考平面的選取沒有關(guān)系。尤其是用，只要把增加的機械能和減少的機械能都寫出來，方程自然就列出來了。（2）解題步驟確定研究對象和研究過程。判斷機械能是否守恒。選定一種表達式，列式求解?！纠?】如圖所示，半徑為的光滑半圓上有兩個小球，質(zhì)量分別為，M>m，由細線掛著，今由靜止開始自由釋放，求小球升至最高點時兩球的速度？解析：球沿半圓弧運動，繩長不變，兩球通過的路程相等，

10、上升的高度為；球下降的高度為；對于系統(tǒng)，由機械能守恒定律得： ；【例4】如圖，質(zhì)量為m1的物體A經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上的質(zhì)量為m2的物體B相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，A、B都處于靜止狀態(tài)。一條不可伸長的輕繩繞過輕滑輪，一端連物體A，另一端連一輕掛鉤。開始時各段繩都處于伸直狀態(tài)，A上方的一段繩沿豎直方向?，F(xiàn)在掛鉤上升一質(zhì)量為m3的物體C并從靜止狀態(tài)釋放，已知它恰好能使B離開地面但不繼續(xù)上升。若將C換成另一個質(zhì)量為（m1m2）的物體D，仍從上述初始位置由靜止狀態(tài)釋放，則這次B剛離地時D的速度的大小是多少？已知重力加速度為g。解析：開始時，A、B靜止，設(shè)彈簧壓縮量為x1，有 kx1m1g 掛C并釋放

11、后，C向下運動，A向上運動，設(shè)B剛要離地時彈簧伸長量為x2，有 kx2m2g B不再上升，表示此時A和C的速度為零，C已降到其最低點。由機械能守恒，與初始狀態(tài)相比，彈簧性勢能的增加量為Em3g(x1x2)m1g(x1x2) C換成D后，當B剛離地時彈簧勢能的增量與前一次相同，由能量關(guān)系得 由式得 由式得 考點精煉3hAB如圖所示，傾角為的光滑斜面上放有兩個質(zhì)量均為m的小球A和B，兩球之間用一根長為L的輕桿相連，下面的小球B離斜面底端的高度為h。兩球從靜止開始下滑，不計球與地面碰撞時的機械能損失，且地面光滑，求：（1）兩球在光滑水平面上運動時的速度大??；（2）此過程中桿對A球所做的功；（3）分析

12、桿對A球做功的情況。4如圖所示，一根長為1m，可繞軸在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動的細桿，兩端分別固定質(zhì)量相等的兩個球，已知OA=0.6m。現(xiàn)由水平位置自由釋放，求輕桿轉(zhuǎn)到豎直位置時兩球的速度？（四）做功與能量轉(zhuǎn)化的對應(yīng)關(guān)系（功能關(guān)系）考點點撥做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程，功是能量轉(zhuǎn)化的量度。能量守恒和轉(zhuǎn)化定律是自然界最基本的定律之一。而在不同形式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化的過程中，功扮演著重要的角色。需要強調(diào)的是：功是過程量，它和一段位移（一段時間）相對應(yīng)；而能是一種狀態(tài)量，它和一個時刻相對應(yīng)。兩者的單位是相同的（都是J），但不能說功就是能，也不能說“功變成了能”。（1）外力做的總功等于物體動能的增量：W外=

13、Ek，這就是動能定理。（2）重力做的功等于物體重力勢能的增量：WG= -EP。（3）重力以外的其他力做的功等于物體機械能的增量：W其它=E，（W其它表示除重力以外的其它力做的功）。（4）一對相互作用的滑動摩擦力做的總功，等于系統(tǒng)增加的內(nèi)能（摩擦生熱）：f d=Q（d為這兩個物體間相對移動的路程）。【例5】如圖所示，一根輕彈簧下端固定，豎立在水平面上。其正上方A位置有一只小球。小球從靜止開始下落，在B位置接觸彈簧的上端，在C位置小球所受彈力大小等于重力，在D位置小球速度減小到零。小球下降階段下列說法中正確的是ABCDA在B位置小球動能最大B在C位置小球動能最大C從AC位置小球重力勢能的減少大于小

14、球動能的增加D從AD位置小球重力勢能的減少等于彈簧彈性勢能的增加解析：小球動能的增加用合外力做功來量度，AC小球受的合力一直向下，對小球做正功，使動能增加；CD小球受的合力一直向上，對小球做負功，使動能減小，所以B正確。從AC小球重力勢能的減少等于小球動能的增加和彈性勢能之和，所以C正確。A、D兩位置動能均為零，重力做的正功等于彈力做的負功，所以D正確。選B、C、D?？键c精煉5質(zhì)量為m的物體在豎直向上的恒力F作用下減速上升了H，在這個過程中，下列說法中正確的有A物體的重力勢能增加了mgH B物體的動能減少了FHC物體的機械能增加了FH D物體重力勢能的增加小于動能的減少6質(zhì)量為m的物體，在距地

15、面為h的高處，以的加速度由靜止開始豎直下落到地面的過程中，下列說法正確的是A物體的重力勢能減少B物體的機械能減少了C物體的動能增加了D重力做的功mgh考點精煉參考答案1n（n1）mgh 2解：以物塊和斜面系統(tǒng)為研究對象，很明顯物塊下滑過程中系統(tǒng)不受摩擦和介質(zhì)阻力，故系統(tǒng)機械能守恒。物塊下滑過程中，斜面向左運動，即斜面的機械能將增大，故物塊的機械能一定減少。3解析：（1）由于不計摩擦及碰撞時的機械能損失，因此兩球組成的系統(tǒng)機械能守恒。兩球在光滑水平面上運動時的速度大小相等，設(shè)為v，根據(jù)機械能守恒定律有：解得：（2）因兩球在光滑水平面上運動時的速度v比B從h處自由滑下的速度大，增加的動能就是桿對B

16、做正功的結(jié)果。B增加的動能為：因系統(tǒng)的機械能守恒，所以桿對B球做的功與桿對A球做的功的數(shù)值應(yīng)該相等，桿對B球做正功，對A做負功。所以桿對A球做的功為：。（3）當系統(tǒng)在斜面和水平面上運動時，A、B的運動狀態(tài)相同，桿中無作用力，桿對A不做功；當B球從斜面進入水平面，而A球仍在斜面上運動時，A、B的運動狀態(tài)不同，此過程中桿對A球做功。4解析：球在同一桿上具有相同的角速度，組成一個系統(tǒng)，系統(tǒng)重力勢能的改變量等于動能的增加量，選取水平位置為零勢能面，則：解得：vA=1.65m/s，vB=1.1m/s5A C 6BCD 物體的加速度為，說明物體除受重力以外，必須受一個阻力，由牛頓第二定律得該力的大小為。合

17、外力的大小為。重力做的功等于重力勢能的減少，大小為mgh。合外力做的功等于動能的增量，大小為。阻力（除重力以外的力）做的功等于機械能的變化量，大小為。三、考點落實訓練1如圖所示，質(zhì)量為M的物體放在水平地面上，物體上方安裝一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，在彈簧處于原長時，用手拉著其上端P點緩慢地向上移動，直到物體脫離地面向上移動一段距離，在這一過程中，P點的位移為H，則物體重力勢能的增加量（ ）MPA等于MgHB小于MgHC大于MgHD無法確定2如圖所示，在光滑水平面上放一木板；木板的左端放一物體，對物體施加一水平恒力F，將物體由靜止開始直到從木板右端拉出。如果第一次木板被固定在地面上，第二次木板未被固

18、定，則這兩種情況下（ ）FA摩擦力大小相同 BF做的功相同C摩擦產(chǎn)生的熱相同D物體獲得的動能相同3如圖所示，在水平臺面上的A點，一個質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出，不計空氣阻力，當它到達B點時，物體的動能為（ ）Amv02mgH Bmv02mghCmgHmgh Dmv02mg(Hh)h4如圖所示，粗細均勻，兩端開口的U形管內(nèi)裝有同種液體，開始時兩邊液面高度差為h，管中液柱總長度為4h，后來讓液體自由流動，當兩液面高度相等時，右側(cè)液面下降的速度為 （ ）A B C D5如圖所示，質(zhì)量均為m的小球A、B用長為L的細線相連，放在高為h的光滑水平桌面上（L2h），A球剛好在桌邊。從靜止釋放兩球，若A

19、、B兩球落地后均不再彈起，則下面說法中正確的是（ ）hLABAA球落地前的加速度為BB球到達桌邊的速度為CA、B兩落地的水平距離為hD繩L對B球做的功為6質(zhì)量不計的直角形支架兩端分別連接質(zhì)量為m和2m的小球A和B。支架的兩直角邊長度分別為2l和l，支架可繞固定軸O在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動，如圖所示。開始時OA邊處于水平位置，由靜止釋放，則 （ ）Bm2m2llAOAA球的最大速度為2BA球的速度最大時，兩小球的總重力勢能最小CA球的速度最大時，兩直角邊與豎直方向的夾角為45ºDA、B兩球的最大速度之比v1v2=217某物體做變速直線運動，則下列說法中不正確的是（ ）A若改變物體速度的是

20、重力，物體的機械能不變B若改變物體速度的是摩擦力，物體的機械能必定減少C若改變物體速度的是摩擦力，物體的機械能可能增加D在物體速度增加的過程中，物體的機械能必定增加8某人把原來靜止于地面上的質(zhì)量為2kg的物體向上提起1m，并使物體獲得1m/s的速度，取g=10m/s2，則這過程中下列說法中正確的是（ ）A人對物體做的功為21JB合外力對物體做的功為21JC合外力對物體做功20JD物體的重力勢能增加20J考點落實訓練參考答案1B 開始時P點向上移動，若彈力小于重力，物體不會離開地面，直到彈力等于重力后物體才隨P點向上移動，所以物體向上移動的距離小于P點向上移動的距離H，物體重力勢能的增加量小于MgH。2AC 對物體施加一水平恒力F，將物體由靜止開始直到從木板右端拉出，如果第一次木板被固定在地面上，第二次木板未被固定，這兩種情況下摩擦力大小相同，但兩次物體對地的位移不同，F(xiàn)做的功不同，第二次木板未被固定時F做的功多，物體獲得的動能大。摩擦產(chǎn)生的熱等于相互作用的摩擦力與相對位移的乘積，兩次的相對位移相同，兩次摩擦產(chǎn)生的熱量相同。所以，本題