高三物理(鲁科版)一轮复习配套课件：4-3机械能守恒定律及其应用.pptVIP

强基固本考点突破 知识识点一、重力做功与重力势势能 1重力做功的特点 (1)重力做功与_无关，只与始、末位置的_有关 。 (2)重力做功不引起物体_的变变化。 第3课时课时 机械能守恒定律及其应应用 知 识识 梳 理 路径高度差 机械能 强基固本考点突破 2重力做功与重力势势能变变化的关系 (1)定性关系：重力对对物体做正功，重力势势能就_；重 力对对物体做负负功，重力势势能就_。 (2)定量关系：重力对对物体做的功_物体重力势势能的 _量。即WG(Ep2Ep1)Ep1Ep2_。 (3)重力势势能的变变化量是绝对绝对 的，与参考面的选选取_ 。 减小 增大 等于减小 Ep 无关 强基固本考点突破 3弹弹性势势能 (1)概念：物体由于发发生_而具有的能。 (2)大小：弹弹簧的弹弹性势势能的大小与形变变量及劲劲度系数有 关，弹弹簧的形变变量_，劲劲度系数_，弹弹簧的弹弹性 势势能越大。 (3)弹弹力做功与弹弹性势势能变变化的关系：类类似于重力做功与 重力势势能变变化的关系，用公式表示：W_。 弹弹性形变变 越大越大 Ep 强基固本考点突破 知识识点二、机械能守恒定律 1机械能：_和_统统称为为机械能，其中势势能包括 _ _和_。 2机械能守恒定律 (1)内容：在只有像_那类类力做功的情况下，物体的 动动能与势势能可相互转转化，机械能的总总量_。 (2)表达式： 3守恒条件：只有重力或弹弹簧的弹弹力做功。 动动能势势能弹弹性 势势能重力势势能 重力 保持不变变 强基固本考点突破 思维维深化 判断正误误，正确的画“”，错误错误 的画“”。 (1)物体所受的合外力为为零，物体的机械能一定守恒。 ( ) (2)合外力做功为为零，物体的机械能一定守恒。 ( ) (3)物体除受重力或弹弹簧的弹弹力外，还还存在其他力作用，但 其他力不做功，只有重力或弹弹簧的弹弹力做功，物体的机械能 一定守恒。 ( ) 答案 (1) (2) (3) 强基固本考点突破 题组题组 一 关于重力势势能的理解和机械能守恒的判断 1关于重力势势能，下列说说法中正确的是 ( ) A物体的位置一旦确定，它的重力势势能的大小也随之确定 B物体与零势势能面的距离越大，它的重力势势能也越大 C一个物体的重力势势能从5 J变变化到3 J，重力势势能减 少了 D重力势势能的减少量等于重力对对物体做的功 题题 组组 自 测测 强基固本考点突破 解析 物体的重力势能与参考面有关，同一物体在同一位置 相对不同的参考面的重力势能不同，A选项错；物体在零势 能面以上，距零势能面的距离越大，重力势能越大；物体在 零势能面以下，距零势面的距离越大，重力势能越小，B选 项错；重力势能中的正、负号表示大小，5 J的重力势能 小于3 J的重力势能，C选项错；重力做的功等于重力势能 的减少量，D选项对。 答案 D 强基固本考点突破 2(多选选)下列叙述中正确的是 ( ) A做匀速直线线运动动的物体的机械能一定守恒 B做匀速直线线运动动的物体的机械能可能守恒 C外力对对物体做功为为零，物体的机械能一定守恒 D系统统内只有重力和弹弹力做功时时，系统统的机械能一定守恒 解析 做匀速直线运动的物体，若只有重力对它做功时，机 械能守恒，若重力以外的其他外力对物体做功的代数和不为 零，则物体的机械能不守恒，故A错误、B正确；外力对物体 做功为零时，有两种情况：若重力不做功，则其他力对物体 做功的代数和必为零，此时物体的机械能守恒；若重力做功 ，其他外力做功的代数和不为零，此时机械能不守恒，故C 错误；由机械能守恒的条件知D正确。 答案 BD 强基固本考点突破 题组题组 二 机械能守恒定律的应应用 3总质总质 量约为约为 3.8吨“嫦娥三号”探 测测器在距月面3 m处处关闭闭反推发发 动动机，让让其以自由落体方式降落 在月球表面。4条着陆陆腿触月信 号显显示，“嫦娥三号”完美着陆陆月 球虹湾地区。月球表面附近重 力加速度约为约为 1.6 m/s2，4条着陆陆腿可视视作完全相同的四个 轻弹轻弹 簧，在软软着陆陆后，每个轻弹轻弹 簧获获得的弹弹性势势能大约约是 ( ) A28 500 J B4 560 J C18 240 J D9 120 J 图图1 强基固本考点突破 答案 B 强基固本考点突破 4(2014湖北省润润德高级级中学月考)如图图2所示，质质量、初 速度大小都相同的A、B、C三个小球，在同一水平面上 ，A球竖竖直上抛，B球以倾倾斜角斜向上抛，空气阻力不 计计，C球沿倾倾角为为的光滑斜面上滑，它们们上升的最大高 度分别为别为 hA、hB、hC，则则 ( ) 图图2 AhAhBhC BhAhBhC ChAhBhC DhAhChB 强基固本考点突破 答案 D 强基固本考点突破 考点一 机械能守恒的判断 机械能守恒的判定方法 (1)做功条件分析法：若物体系统统内只有重力和弹弹簧弹弹力 做功，其他力均不做功，则则系统统的机械能守恒。 (2)能量转转化分析法：若只有系统统内物体间动间动 能和重力势势 能及弹弹性势势能的相互转转化，系统统跟外界没有发发生机械能 的传递传递 ，机械能也没有转变转变 成其他形式的能(如没有内能 增加)。则则系统统的机械能守恒。 强基固本考点突破 【例1】 (多选选)如图图3所示，一轻弹轻弹 簧一端固 定在O点，另一端系一小球，将小球从与悬悬 点O在同一水平面且使弹弹簧保持原长长的A点 无初速度地释释放，让让小球自由摆摆下，不计计 空气阻力，在小球由A点摆摆向最低点B的过过 程中，下列说说法中正确的是 ( ) 图图3 A小球的机械能守恒 B小球的机械能减少 C小球的重力势势能与弹弹簧的弹弹性势势能之和不变变 D小球与弹弹簧组组成的系统统机械能守恒 强基固本考点突破 本题题可按以下思路进进行分析 解析 小球由A点下摆到B点的过程中，弹簧被拉长，弹簧 的弹力对小球做了负功，所以小球的机械能减少，故选项A 错误，B正确；在此过程中，由于有重力和弹簧的弹力做功 ，所以小球与弹簧组成的系统机械能守恒，即小球减少的重 力势能，等于小球获得的动能与弹簧增加的弹性势能之和， 故选项C错误，D正确。 答案 BD 强基固本考点突破 【变变式训练训练 】 1(多选选)如图图4所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确 的是 ( ) 图图4 强基固本考点突破 A甲图图中，火箭升空的过过程中，若匀速升空机械能守恒，若 加速升空机械能不守恒 B乙图图中物体匀速运动动，机械能守恒 C丙图图中小球做匀速圆圆周运动动，机械能守恒 D丁图图中，轻弹轻弹 簧将A、B两小车弹车弹 开，两小车组车组 成的系统统 机 械能不守恒，两小车车和弹弹簧组组成的系统统机械能守恒 解析 甲图中无论火箭匀速上升还是加速上升，由于有推力做 功，机械能增加，因而机械能不守恒。 乙图中拉力F做功，机械能不守恒。 丙图中，小球受到的所有力都不做功，机械能守恒。 丁图中，弹簧的弹力做功，弹簧的弹性势能转化为两小车的动 能，两小车与弹簧组成的系统机械能守恒。 答案 CD 强基固本考点突破 考点二 机械能守恒定律的应应用 强基固本考点突破 【例2】 如图图5所示，一半径为为R的光滑 半圆圆柱水平悬悬空放置，C为圆为圆 柱最高 点，两小球P、Q用一轻质细线悬轻质细线悬 挂 在半圆圆柱上，水平挡挡板AB及两小球开 始时时位置均与半圆圆柱的圆圆心在同一水 平线线上，水平挡挡板AB与半圆圆柱间间有 一小 图图5 孔能让让小球通过过，两小球质质量分别为别为 mPm，mQ4m， 水平挡挡板到水平面EF的距离为为h2R，现让现让 两小球从图图示 位置由静止释释放，当小球P到达最高点C时时剪断细线细线 ，小球 Q与水平面EF碰撞后等速反向被弹弹回，重力加速度为为g，不 计计空气阻力，取3。求： 强基固本考点突破 (1)小球P到达最高点C时时的速率vC； (2)小球P落到挡挡板AB上时时的速率v1； (3)小球Q反弹弹后能上升的最大高度hmax。 强基固本考点突破 强基固本考点突破 (1)本题题中剪断细线细线 前，细线对细线对 两小球均做功，两小球的机 械能均不守恒，但取两小球和细线为细线为 系统统，则则只有重力做功 ，满满足机械能守恒。剪断细线细线 后两小球的机械能均守恒，因 此运用机械能守恒定律解题时题时 ，一定要注意研究对对象的选择选择 。 强基固本考点突破 (2)用机械能守恒定律解题题的基本思路 强基固本考点突破 【变变式训练训练 】 2如图图6所示，半径为为R的光滑半圆圆形轨轨道CDE在竖竖直平 面内与光滑水平轨轨道AC相切于C点，水平轨轨道AC上有 一轻质弹轻质弹 簧，弹弹簧左端连连接在固定的挡挡板上，弹弹簧自由 端B与轨轨道最低点C的距离为为4R，现现用一个小球压缩弹压缩弹 簧(不拴接)，当弹弹簧的压缩压缩 量为为l时时