（浙江選考）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 機械能 第3講 機械能守恒定律及其應(yīng)用課件.ppt

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1、第3講機械能守恒定律及其應(yīng)用,知識排查,重力做功與重力勢能,1.重力做功的特點 (1)重力做功與______無關(guān)，只與始、末位置的________有關(guān)。 (2)重力做功不引起物體_________的變化。 2.重力勢能 (1)表達(dá)式：Ep_____。,mgh,路徑,高度差,機械能,3.重力做功與重力勢能變化的關(guān)系 (1)定性關(guān)系：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______。 (2)定量關(guān)系：重力對物體做的功等于物體重力勢能的__________量，即WG____________Ep。,(2)重力勢能的特點 系統(tǒng)性：重力勢能是_____________所共

2、有的。 相對性：重力勢能的大小與參考平面的選取______，但重力勢能的變化與參考平面的選取______。,(Ep2Ep1),物體和地球,有關(guān),無關(guān),減小,增大,減小,1.定義：物體由于發(fā)生____________而具有的能。 2.彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系：彈力做正功，彈性勢能_______；彈力做負(fù)功，彈性勢能______，即W______。,彈性勢能,Ep,彈性形變,減小,增加,1.機械能：______和______統(tǒng)稱為機械能，其中勢能包括___________和__________ 。 2.機械能守恒定律 (1)內(nèi)容：在只有_______________做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能

3、可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能___________ 。,機械能守恒定律及應(yīng)用,動能,勢能,彈性勢能,重力勢能,重力或彈簧彈力,保持不變,3.守恒條件：只有重力或彈簧的彈力做功。,小題速練,1.思考判斷 (1)被舉高的物體重力勢能一定不為零() (2)重力勢能的變化量與零勢能參考面的選取無關(guān)() (3)物體所受合外力為零，其機械能一定守恒() (4)合外力做功為零，物體機械能一定守恒() (5)做勻速運動的物體，其機械能一定守恒() (6)克服重力做功，物體的機械能一定增加() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6),2.將質(zhì)量為100 kg的物體從地面提升到10 m高處，在這個過程中，下列說法

4、正確的是(取g10 m/s2)() A.重力做正功，重力勢能增加1.0104 J B.重力做正功，重力勢能減少1.0104 J C.重力做負(fù)功，重力勢能增加1.0104 J D.重力做負(fù)功，重力勢能減少1.0104 J 解析WGmgh1.0104 J，EpWG1.0104 J，選項C正確。 答案C,3.人教版必修2P78T3改編如圖1所示，在地面上以速度v0拋出質(zhì)量為m的物體，拋出后物體落到比地面低h的海平面上。若以地面為零勢能面，而且不計空氣阻力，則下列說法正確的是(),答案D,圖1,重力勢能彈性勢能,1.對重力做功和重力勢能的幾點理解 (1)重力做功的大小與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，與物體是否受

5、其他力無關(guān)。 (2)重力做功，一定會引起重力勢能的變化。 (3)重力勢能是標(biāo)量，但有正負(fù)，其意義表示物體的重力勢能比它在參考平面的重力勢能大還是小。 (4)WGEP中的負(fù)號表示重力做的功與重力勢能變化的絕對值相等，符號相反。,2.對彈性勢能的理解,【典例】(20184月浙江選考)如圖2所示，一根繩的兩端分別固定在兩座猴山上的A、B處，A、B兩點水平距離為16 m，豎直距離為2 m，A、B間繩長為20 m。質(zhì)量為10 kg 的猴子抓住套在繩上的滑環(huán)從A處滑到B處。以A點所在水平面為參考平面，猴子在滑行過程中重力勢能最小值約為(繩處于拉直狀態(tài))(),圖2 A.1.2103 J B.7.5102 J

6、 C.6.0102 J D.2.0102 J,答案B,1.籃球場上，運動員練習(xí)投籃，籃球劃過一條漂亮的弧線落入籃筐，球的軌跡如圖3中虛線所示。從籃球出手到落入籃筐的過程中，籃球的重力勢能(),A.一直增大 B.一直減小 C.先減小后增大 D.先增大后減小 解析籃球出手后先上升后下降，故重力勢能先增大后減小，D正確。 答案D,圖3,2.如圖4所示，在光滑水平面上有一物體，它的左端連一彈簧，彈簧的另一端固定在墻上，在力F作用下物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)撤去F后，物體將向右運動，在物體向右運動的過程中，下列說法正確的是(),圖4 A.彈簧的彈性勢能逐漸減少 B.彈簧的彈性勢能逐漸增加 C.彈簧的彈性勢能先

7、增加再減少 D.彈簧的彈性勢能先減少再增加,解析當(dāng)力F作用在物體上時，彈簧處于壓縮狀態(tài)，具有彈性勢能，當(dāng)撤去力F后，物體向右運動。隨著物體向右運動，彈簧的壓縮量逐漸減小，彈性勢能減少，當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時，彈性勢能為零，但物體的運動速度仍然向右，繼續(xù)向右運動，彈簧被拉長，彈性勢能增加，所以選項D正確。 答案D,3.(201811月浙江選考)奧運會比賽項目撐桿跳高如圖5所示，下列說法不正確的是(),A.加速助跑過程中，運動員的動能增加 B.起跳上升過程中，桿的彈性勢能一直增加 C.起跳上升過程中，運動員的重力勢能增加 D.越過橫桿后下落過程中，運動員的重力勢能減少動能增加,圖5,解析加速助跑過程中運

8、動員的速度增大，動能增大，選項A正確；起跳上升過程中，桿的形變量先變大，后變小，故彈性勢能先變大后變小，選項B錯誤；起跳上升過程中，運動員的重心升高，重力勢能增加，選項C正確；越過橫桿后下落過程中，運動員的重力做正功，重力勢能減少，動能增加，選項D正確。 答案B,1.利用機械能的定義判斷(直接判斷) 分析動能和勢能的和是否變化。 2.用做功判斷 若物體或系統(tǒng)只有重力(或彈簧的彈力)做功，或有其他力做功，但其他力做功的代數(shù)和為零，則機械能守恒。 3.用能量轉(zhuǎn)化來判斷 若物體系統(tǒng)中只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)機械能守恒。,機械能守恒定律的理解及應(yīng)用,角度一機械

9、能守恒的判斷,,,1.(201610月浙江選考)如圖6所示，無人機在空中勻速上升時，不斷增加的能量是(),A.動能 B.動能、重力勢能 C.重力勢能、機械能 D.動能、重力勢能、機械能 解析無人機勻速上升，所以動能保持不變，所以選項A、B、D錯誤；高度不斷增加，所以重力勢能不斷增加，在上升過程中升力對無人機做正功，所以無人機機械能不斷增加，所以選項C正確。 答案C,圖6,2.下列運動過程中，機械能一定守恒的是() A.做自由落體運動的小球 B.在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動的物體 C.在粗糙斜面上勻加速下滑的物塊 D.勻速下落的跳傘運動員,解析判斷機械能是否守恒有兩種方法，一是根據(jù)條件判斷；二是直

10、接判斷動能和勢能的總和是否保持不變。做自由落體運動的小球，只有重力做功，機械能守恒，選項A正確；做豎直面上的勻速圓周運動的物體，在運動中重力勢能改變，而動能不變，機械能不守恒，故選項B錯誤；沿粗糙斜面加速下滑的物塊，由于摩擦力做功，所以機械能一定不守恒，選項C錯誤；跳傘運動員帶著張開的降落傘勻速下降，動能不變，重力勢能減小，所以機械能減小，故選項D錯誤。 答案A,3.如圖7所示，一輕彈簧一端固定在O點，另一端系一小球，將小球從與懸點O在同一水平面且使彈簧保持原長的A點無初速度地釋放，讓小球自由擺下，不計空氣阻力，在小球由A點擺向最低點B的過程中，下列說法中正確的是(),A.小球的機械能守恒 B

11、.小球的機械能增加 C.小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和不變 D.小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,圖7,解析小球由A點下擺到B點的過程中，彈簧被拉長，彈簧的彈力對小球做了負(fù)功，所以小球的機械能減少，故選項A、B錯誤；在此過程中，由于有重力和彈簧的彈力做功，所以小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，即小球減少的重力勢能，等于小球獲得的動能與彈簧增加的彈性勢能之和，故選項C錯誤，D正確。 答案D,1.機械能守恒定律的表達(dá)式,角度二機械能守恒定律的應(yīng)用,,,2.用機械能守恒定律解題的基本思路,圖8 (1)求小球在B、A兩點的動能之比； (2)通過計算判斷小球能否沿軌道運動到C點。,解析(1)設(shè)小球的質(zhì)量

12、為m，小球在A點的動能為EkA，由機械能守恒得,設(shè)小球在B點的動能為EkB，同理有,(2)若小球能沿軌道運動到C點，小球在C點所受軌道的正壓力FN應(yīng)滿足 FN0 設(shè)小球在C點的速度大小為vC，由牛頓運動定律和向心加速度公式有,由式得,全程應(yīng)用機械能守恒定律得,由式可知，vCvC，即小球恰好可以沿軌道運動到C點。 答案(1)51(2)能，理由見解析,1.一小球以一定的初速度從圖示9位置進(jìn)入光滑的軌道，小球先進(jìn)入圓軌道1，再進(jìn)入圓軌道2，圓軌道1的半徑為R，圓軌道2的半徑是軌道1的1.8倍，小球的質(zhì)量為m，若小球恰好能通過軌道2的最高點B，則小球在軌道1上經(jīng)過A處時對軌道的壓力為(),圖9 A.2

13、mg B.3mg C.4mg D.5mg,答案C,2.如圖10所示，固定的豎直光滑長桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán)，圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接，彈簧的另一端連接在墻上，且處于原長狀態(tài)?，F(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑，已知彈簧原長為L，圓環(huán)下滑到最大距離時彈簧的長度變?yōu)?L(未超過彈性限度)，則在圓環(huán)下滑到最大距離的過程中(),圖10,答案B,3.(20164月浙江選考)如圖11所示，裝置由一理想彈簧發(fā)射器及兩個軌道組成。其中軌道由光滑軌道AB與粗糙直軌道BC平滑連接，高度差分別是h10.20 m、h20.10 m，BC水平距離L1.00 m。軌道由AE、螺旋圓形EFG和GB三段光滑軌道平滑連接而成，且

14、A點與F點等高。當(dāng)彈簧壓縮量為d時，恰能使質(zhì)量m0.05 kg的滑塊沿軌道上升到B點；當(dāng)彈簧壓縮量為2d時，恰能使滑塊沿軌道上升到C點。(已知彈簧彈性勢能與壓縮量的平方成正比，g10 m/s2),圖11,(1)當(dāng)彈簧壓縮量為d時，求彈簧的彈性勢能及滑塊離開彈簧瞬間的速度大??； (2)求滑塊與軌道BC間的動摩擦因數(shù)； (3)當(dāng)彈簧壓縮量為d時，若沿軌道運動，滑塊能否上升到B點？請通過計算說明理由。,Ep10.1 J,(2)當(dāng)xd時，滑塊恰好沿軌道到B點 mgh1Ep1 當(dāng)x2d時，滑塊恰好到C點 mg(h1h2)mgLEp2 已知Epkx2,得0.5,答案(1)0.1 J2 m/s(2)0.5(3)見解析,