高考物理一轮总复习 第五章 机械能及其守恒定律 第3节（课时1）机械能守恒及应用：对机械能守恒定律的理解与应用课件 鲁科版.ppt

考点强化 对机械能守恒定律的理解与应用 1 考点精讲 2 典例剖析 3 规律方法 4 跟踪训练 5 真题演练 第五章机械能及其守恒定律 一 考点精讲 1 考点精讲 做功判断法 若物体系统内只有重力和弹簧弹力做功 其他力均不做功或其他力做功的代数和为零 则系统的机械能守恒 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的相互转化 系统跟外界没有发生机械能的传递 机械能也没有转变成其他形式的能 如没有内能增加 则系统的机械能守恒 注意 只有重力或系统内的弹力做功时 可从以下三方面理解 1 只受重力作用 例如在不考虑空气阻力情况下的各种抛体运动 物体的机械能守恒 2 受其他力作用 但其他力不做功 只有重力或系统内的弹力做功 3 弹力做功伴随着弹性势能的变化 并且弹力做的功等于弹性势能的减少量 1 机械能守恒的判断 任一条件均可 2 对机械能守恒定律三种观点的理解 1 意义 系统初状态的机械能等于末状态的机械能 2 注意问题 要先选取零势能参考平面 并且在整个过程中必须选取同一个零势能参考平面 1 意义 系统 或物体 的机械能守恒时 系统增加 或减少 的动能等于系统减少 或增加 的势能 2 注意问题 要明确势能的增加量或减少量 即势能的变化 可以不选取零势能参考平面 1 意义 若系统由a b两部分组成 当系统的机械能守恒时 则a部分物体机械能的增加量等于b部分物体机械能的减少量 2 注意问题 a部分物体机械能的增加量等于a末状态的机械能减初状态的机械能 而b部分物体机械能的减少量等于b初状态的机械能减末状态的机械能 易错易混 二 典例剖析 2 典例剖析 例1 如图示 斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上 现将一小球从图示位置静止释放 不计一切摩擦 则在小球从释放到落至地面的过程中 下列说法正确的是 a 斜劈对小球的弹力不做功b 斜劈与小球组成的系统机械能守恒c 斜劈的机械能守恒d 小球重力势能的减小量等于斜劈动能的增加量 解析小球的位移方向竖直向下 斜劈对小球的弹力对小球做负功 小球对斜劈的弹力对斜劈做正功 斜劈的机械能增大 小球的机械能减少 但斜劈与小球组成的系统机械能守恒 小球重力势能的减少量 等于小球和斜劈动能增加量之和 故b正确 a c d错误 答案b 解析显隐 1 分析两物体受力情况 2 分析各力的做功及能量转化情况如何 备选 如图所示 用轻弹簧相连的物块a和b放在光滑的水平面上 物块a紧靠竖直墙壁 一颗子弹沿水平方向射入物块b后留在其中 由子弹 弹簧和a b所组成的系统在下列依次进行的过程中 机械能守恒的是 a 子弹射入物块b的过程b 物块b带着子弹向左运动 直到弹簧压缩量最大的过程c 弹簧推着带子弹的物块b向右运动 直到弹簧恢复原长的过程d 带着子弹的物块b因惯性继续向右运动 直到弹簧伸长量达最大的过程 审题导析注意系统相互作用过程及运动过程的分析 v0 v a b a b之间还有伸缩 转解析 解析子弹射入物块b的过程中 子弹和物块b组成的系统 由于要克服子弹与物块之间的滑动摩擦力做功 一部分机械能转化成了内能 所以机械能不守恒 在子弹与物块b获得了共同速度后一起向左压缩弹簧的过程中 对于a b 弹簧和子弹组成的系统 由于墙壁给a一个推力作用 系统的外力之和不为零 但这一过程中墙壁弹力不做功 只有系统内的弹力做功 动能和弹性势能发生转化 系统机械能守恒 这一情形持续到弹簧恢复原长为止 当弹簧恢复原长后 整个系统将向右运动 墙壁不再有力作用在a上 这时物块的动能和弹性势能相互转化 故系统的机械能守恒 答案bcd 转原题 三 规律方法 3 规律方法 1 水平面上物体做匀速直线运动或匀速圆周运动 其机械能保持不变 2 光滑斜面上的物体沿斜面匀加速下滑或匀减速上滑时机械能守恒 若物体受摩擦力或其他力作用匀速下滑或匀速上滑 则机械能不守恒 3 物体在竖直面内的光滑轨道上运动时 轨道支持力不做功 则机械能守恒 4 细线悬挂的物体在竖直平面内摆动时 悬线的拉力不做功 则机械能守恒 对一些绳子突然绷紧 物体间非弹性碰撞等问题机械能一般不守恒 除非题中有特别说明或暗示 5 抛体运动 如平抛 斜抛 不考虑空气阻力的过程中机械能守恒 变式训练1 多选 如图 一轻弹簧一端固定在o点 另一端系一小球 将小球从与悬点o在同一水平面且使弹簧保持原长的a点无初速度地释放 让小球自由摆下 不计空气阻力 在小球由a点摆向最低点b的过程中 下列说法中正确的是 a 小球的机械能守恒b 小球的机械能减少c 小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变d 小球与弹簧组成的系统机械能守恒 注意 各选项中所选研究对象不同 本题分析思路 本题详细解析见教辅 四 跟踪训练 4 跟踪训练 跟踪训练 如图所示 细绳跨过定滑轮悬挂两物体m和m 且m m 不计摩擦 系统由静止开始运动过程中 a m m各自的机械能分别守恒b m减少的机械能等于m增加的机械能c m减少的重力势能等于m增加的重力势能d m和m组成的系统机械能守恒 解析m下落过程中 绳的拉力对m做负功 m的机械能减少 m上升过程 绳的拉力对m做正功 m的机械能增加 a错误 对m m组成的系统 机械能守恒 易得b d正确 m减少的重力势能并没有全部用于m重力势能的增加 还有一部分转变成m m的动能 所以c错误 答案bd 解析显隐 跟踪训练 如图所示 下列关于机械能是否守恒的判断错误的是 a 甲图中 物体a将弹簧压缩的过程中 a机械能守恒b 乙图中 a置于光滑水平面上 物体b沿光滑斜面下滑 物体b机械能不守恒c 丙图中 不计任何阻力时a加速下落 b加速上升过程中 a b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 小球的机械能守恒 转解析 解析 答案 a 转原题 跟踪训练 在如图示的物理过程示意图中 甲图为一端固定有小球的轻杆 从右偏上30 角释放后绕光滑支点摆动 乙图为末端固定有小球的轻质直角架 释放后绕通过直角顶点的固定轴o无摩擦转动 丙图为置于光滑水平面上的a b两小车 b静止 a获得一向右的初速度后向右运动 某时刻连接两车的细绳绷紧 然后带动b车运动 丁图为置于光滑水平面上的带有竖直支架的小车 把用细绳悬挂的小球从图示位置释放 小球开始摆动 则关于这几个物理过程 空气阻力忽略不计 下列判断中正确的是 a 甲图中小球机械能守恒b 乙图中小球a的机械能守恒c 丙图中两车组成的系统机械能守恒d 丁图中小球的机械能守恒 转解析 解析 甲图运动过程中轻杆对小球不做功 小球的机械能守恒 乙图运动过程中a b两球通过杆相互影响 例如开始时a球带动b球转动 轻杆对a的弹力不沿杆的方向 会对小球做功 所以每个小球的机械能不守恒 但把两个小球作为一个系统时机械能守恒 丙图中绳子绷紧的过程虽然只有弹力作为内力做功 但弹力突变 有内能转化 机械能不守恒 丁图运动过程中细绳也会拉动小车运动 取地面为参考系 小球的轨迹不是圆弧 细绳会对小球做功 小球的机械能不守恒 把小球和小车当做一个系统 机械能才守恒 答案 a 转原题 转解析 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 转原题 五 真题演练 5 真题演练 真题 2013 广东卷 19 如图所示 游乐场中 从高处a到水面b处有两条长度相同的光滑轨道 甲 乙两小孩沿不同轨道同时从a处自由滑向b处 下列说法正确的有 a 甲的切