《高考風(fēng)向標(biāo)》年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題五 第3講 機(jī)械能守恒定律課件

第3講機(jī)械能守恒定律考點1機(jī)械能、機(jī)械能守恒定律1．重力勢能：物體由于被舉高而具有的能．減小

2．重力做功與重力勢能的關(guān)系：重力做功與_____無關(guān)，只與始末位置的高度差有關(guān)．重力對物體做正功，重力勢能就_____；重力對物體做負(fù)功，重力勢能就_____．重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少量，即WG＝－(Ep2－Ep1).增加路徑

3．彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量．

4．彈力做功與彈性勢能的關(guān)系：彈力做_____，彈性勢能減?。粡椓ψ鯻____，彈性勢能增加．彈力對物體做的功等于彈負(fù)功性勢能的減少量，即W彈＝－(Ep2－Ep1)．

5．機(jī)械能：_____和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能．6．機(jī)械能守恒定律重力彈力

(1)內(nèi)容：在只有_____或_____做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變．

(2)判斷機(jī)械能是否守恒的方法 ①根據(jù)力做功判斷，系統(tǒng)內(nèi)只有重力做功或彈力做功，機(jī)械能守恒．正功動能

②根據(jù)能的轉(zhuǎn)化判斷，只發(fā)生系統(tǒng)內(nèi)勢能與動能的轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒．

1．(單選)(2010年上海卷)高臺滑雪運動員騰空躍下，如果不考慮空氣阻力，則下落過程中該運動員機(jī)械能的轉(zhuǎn)換關(guān)系是()C

A．動能減少，重力勢能減少

B．動能減少，重力勢能增加

C．動能增加，重力勢能減少

D．動能增加，重力勢能增加

解析：高度降低，重力做功，重力勢能減少，動能增大．C正確．

2．(雙選)(2011年執(zhí)信、深外、中山一中聯(lián)考)如圖

5－3－1所示，小球自a點由靜止自由下落，到b點時與彈簧接觸，到c點時彈簧被壓縮到最短，若不計彈簧質(zhì)量和空氣阻力，在小球由a→b→c的運動過程中()BD圖5－3－1A．小球的機(jī)械能守恒B．小球和彈簧總機(jī)械能守恒C．小球在b點時動能最大D．小球b→c的運動過程中加速度先減小后增加考點2機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用

1．機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)式

(1)從守恒的角度：選取某一平面為零勢能面，如果含有彈簧則彈簧處于原長時彈性勢能為零，系統(tǒng)末狀態(tài)的機(jī)械能和初狀態(tài)的機(jī)械能相等，即Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1. (2)從能量轉(zhuǎn)化的角度：系統(tǒng)的動能和勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化時，若系統(tǒng)勢能的減少量等于系統(tǒng)動能的增加量，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即ΔEp＝－ΔEk.

(3)從能量轉(zhuǎn)移的角度：系統(tǒng)中有A、B兩個物體(或更多物體)，若A機(jī)械能的減少量等于B機(jī)械能的增加量，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即ΔEA減＝ΔEB增．2．利用機(jī)械能守恒定律解題的一般思路(1)選取研究對象——物體或系統(tǒng)；(2)根據(jù)研究對象所經(jīng)歷的物理過程，進(jìn)行受力、做功分析，判斷機(jī)械能是否守恒；(3)恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研究對象在過程的初、末態(tài)時的機(jī)械能；

(4)選取方便的機(jī)械能守恒定律的方程形式(Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2、ΔEk＝－ΔEp

或ΔEA＝－ΔEB)進(jìn)行求解．

3．(單選)如圖

5－3－2所示，一很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b.a球質(zhì)量為m，靜置于地面；b球質(zhì)量為3m，用手托住，高度為h，此時輕繩)剛好拉緊．從靜止開始釋放b后，a可能達(dá)到的最大高度為(

圖5－3－2BA．hB．1.5hC．2hD．2.5h

4．長為L、質(zhì)量分布均勻的繩子，對稱地懸掛在輕小的定滑輪上，如圖5－3－3所示．輕輕地推動一下，讓繩子滑下，那么當(dāng)繩子離開滑輪的瞬間，繩子的速度為多少？圖5－3－3解：如圖23，由機(jī)械能守恒定律，取小滑輪處為零勢能面．

圖23

熱點機(jī)械械能能守守恒恒定定律律與與曲曲線線運運動動結(jié)結(jié)合合【例1】(2011年清清遠(yuǎn)遠(yuǎn)清清城城區(qū)區(qū)一一模模)在游游樂樂節(jié)節(jié)目目中中，，選選手手需需要要借助助懸懸掛掛在在高高處處的的繩繩飛飛越越到到水水面面的的浮浮臺臺上上，，小小明明和和小小陽陽觀觀看看后后對此此進(jìn)進(jìn)行行了了討討論論．．如如圖圖5－3－4所示示，，他他們們將將選選手手簡簡化化為為質(zhì)質(zhì)量量m＝60kg的質(zhì)質(zhì)點點，，選選手手抓抓住住繩繩由由靜靜止止開開始始擺擺動動，，此此時時繩繩與與豎豎直直方向向夾夾角角α＝53°°，繩繩的的懸懸掛掛點點O距水水面面的的高高度度為為H＝3m．不不考考慮空空氣氣阻阻力力和和繩繩的的質(zhì)質(zhì)量量，，浮浮臺臺露露出出水水面面的的高高度度不不計計，，水水足足夠夠深深．．取重重力力加加速速度度g＝10m/s2，sin53°°＝0.8，cos53°°＝0.6.(1)求選選手手?jǐn)[擺到到最最低低點點時時對對繩繩拉拉力力的的大大小小F；(2)若繩繩長長l＝2m，選選手手?jǐn)[擺到到最最高高點點時時松松手手落落入入水水中中．．設(shè)設(shè)水水對選選手手的的平平均均浮浮力力f1＝800N，平平均均阻阻力力f2＝700N，求求選選手手落落入入水中中的的深深度度d；(3)若選選手手?jǐn)[擺到到最最低低點點時時松松手手，，小小明明認(rèn)認(rèn)為為繩繩越越長的落點距岸邊越遠(yuǎn)；小陽認(rèn)為繩越短，落點距岸邊越遠(yuǎn)．請通過推算說明你的觀點．圖5－3－4這一類問題要要認(rèn)真分析題題意，看清有有哪些過程，過程中力力以及力做功功情況，機(jī)械械能是否守恒械能守恒定律求速度，再結(jié)合曲線運動規(guī)律求其他物理量．1．(2010年揭陽二模)如圖5－3－5所示，位于豎豎直平面內(nèi)的軌道，由一一段斜直軌道道和圓形軌道道分別與水平平面相切連接接而成，各接觸面面都是光滑的的，圓形軌道道的半徑為R.一質(zhì)量為m的小物塊從斜軌軌道上A點處由靜止開開始下滑，恰恰好通過圓形形軌道最高點D(是一種臨界狀狀態(tài))．物塊通過軌軌道連接處B、C時無機(jī)械能損失．求求：(1)小物塊通過D點時的速度vD的大?。?2)小物塊通過圓圓形軌道最低低點C時軌道對物塊塊的支持力F的大??；(3)A點距水平面的的高度h.圖5－3－5易錯點：從能能量轉(zhuǎn)化觀點點解決機(jī)械能能守恒問題【例1】(雙選)如圖5－3－6，質(zhì)量分別為為m和2m的兩個小球A和B，中間用輕質(zhì)質(zhì)桿相連，在在桿的中點O處有一固定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動軸，把桿置置于水平位置置后釋放，在在B球順時針擺動動到最低位置的過程中()圖5－3－6A．B球的的重重力力勢勢能能減減少少，，動動能能增增加加，，B球和和地地球球組組成成的的系系統(tǒng)機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒B．A球的的重重力力勢勢能能增增加加，，動動能能也也增增加加，，A球和和地地球球組組成成的的系統(tǒng)統(tǒng)機(jī)機(jī)械械能能不不守守恒恒C．A球、、B球和和地地球球組組成成的系系統(tǒng)統(tǒng)機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒D．A球、、B球和和地地球球組組成成的的系系統(tǒng)統(tǒng)機(jī)機(jī)械械不不守守恒恒錯解解分分析析：：B球下下擺擺過過程程中中受受重重力力、、桿桿的的拉拉力力作作用用．．拉拉力力不做做功功，，只只有有重重力力做做功功，，所所以以B球重重力力勢勢能能減減少少，，動動能能增增加加，，機(jī)械械能能守守恒恒，，A正確確．．同理，A球機(jī)械能能守恒，，B錯誤；因因為A、B系統(tǒng)只有有重力做功，系系統(tǒng)機(jī)械械能守恒恒．故C選項正確確．答案：BCB球擺到最最低位置置過程中中，重力力勢能減減少，動動能增加加，但不能由此此確定機(jī)機(jī)械能守守恒．錯錯解中認(rèn)認(rèn)為桿施施的力沿沿桿方向向，這是造成錯錯解的直直接原因因．桿施施力的方方向并不不總指向向沿桿的的方向，，本題中就就是如此此．桿對對A、B球既有沿沿桿的法法向力，，也有與與桿垂直的切向力．．所以桿對A、B球施的力都做做功，A球、B球的機(jī)械能都不守恒恒．正確解析：B球從水平位置置下擺到最低低點過程中，，受重力和桿的作用力力，桿的作用用力方向待定定．下擺過程少，動能增加，但機(jī)械能是否守恒不確定．A球在B下擺過程中，重力勢能增加，動能增加，機(jī)械能增加．由于A、B系統(tǒng)只有重力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，A球機(jī)械能增加，B球機(jī)械能一定減少．所以B、C選項正確．的轉(zhuǎn)化．本題中B球下落初看起來重力勢能減小，動能增大似乎B球機(jī)械能守恒，但B球除受重力以外還有桿的彈力，桿的彈力不像繩，方向并不一定沿桿的方向，即在做圓周運動時桿的彈力可能做功，所以B球機(jī)械能不一定守恒．再看A球的動能增加了，勢能也增加了，A球的能量哪里來的呢？只能是桿對A球做功而來，所以B球受到的桿的彈力也做功．所以對

A、B單個物體來說，機(jī)械能都不守恒．但桿并不存在彈性勢能，所以對

A、B系統(tǒng)來說，只有動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒．1．(雙選)如圖5－3－7所示，一根根不可伸長長的輕繩兩兩端分別系系著著小小球球A和物物塊塊B，跨跨過過固固定定于于斜斜面面體體頂頂端端的的小小滑滑輪輪O，傾角角為為30°°的斜斜面面體體置置于于水水平平地地面面上上．．A的質(zhì)質(zhì)量量為為m，B的質(zhì)質(zhì)量量為4m.開始始時時，，用用手手托托住住A，使使OA