重庆市万州区龙宝中学高考物理总复习 第5章 第3讲 机械能守恒定律及其应用课件.ppt

第3讲机械能守恒定律及其应用 1 重力做功与重力势能 命题热点6机械能守恒定律的应用 聚焦一个热点 抓住两个考点 备选视频展台 2 机械能守恒定律及其应用 状元微博 1 机械能守恒的判断 2 单个物体机械能守恒定律的应用 3 多物体系统机械能守恒定律的应用 突破三个考向 随堂基础演练 第五章机械能及其守恒定律备选多媒体展台1 平均功率和瞬时功率2 汽车发动机的功率3 探究功与物体速度变化关系的方法4 重力做功的特点5 重力势能6 重力做功与重力势能的关系 01抓住两个考点 思维驱动 关于重力做功和物体的重力势能 下列说法中正确的是 a 当重力对物体做正功时 物体的重力势能一定减少b 物体克服重力做功时 物体的重力势能一定增加c 地球上任何一个物体的重力势能都有一个确定值d 重力做功的多少与参考平面的选取无关 解析物体重力势能的大小与参考平面的选取有关 故c错误 重力做正功时 物体由高处向低处运动 重力势能一定减少 反之 物体克服重力做功时 重力势能一定增加 故a b正确 重力做多少功 物体的重力势能就变化多少 重力势能的变化与参考平面的选取无关 故d正确 答案abd 01抓住两个考点 知识存盘 1 重力做功的特点重力所做的功只跟初始位置和末位置的竖直高度有关 跟物体的运动路径无关 2 重力势能 1 重力做功的特点 重力做功与 无关 只与始末位置的 有关 重力做功不引起物体 的变化 2 重力势能 概念 物体由于 而具有的能 表达式 ep 矢标性 重力势能是 正负表示其 思考 1 重力势能的大小与零势能参考面的选取在关 2 重力势能的变化与零势能参考面的选取无关 高度差 路径 机械能 被举高 标量 大小 mgh 01抓住两个考点 3 重力做功与重力势能变化的关系 定性关系 重力对物体做正功 重力势能就 重力对物体做负功 重力势能就 定量关系 重力对物体做的功 物体重力势能的减少量 即wg ep2 ep1 3 弹性势能 1 概念 物体由于发生 而具有的能 2 大小 弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关 弹簧的形变量 劲度系数 弹簧的弹性势能越大 3 弹力做功与弹性势能变化的关系 类似于重力做功与重力势能变化的关系 用公式表示 w 减少 增大 等于 ep 弹性形变 越大 ep 越大 思维驱动 01抓住两个考点 下列物体中 机械能守恒的是 a 做平抛运动的物体b 被匀速吊起的集装箱c 光滑曲面上自由运动的物体d 物体以4g 5的加速度竖直向上做匀减速运动 01抓住两个考点 1 机械能 和 统称为机械能 其中势能包括 和 2 机械能守恒定律 1 内容 在只有 做功的物体系统内 动能与势能可以相互转化 而总的机械能 2 表达式 3 守恒条件只有重力或弹簧的弹力做功 知识存盘 思考 当物体所受的合外力为零时 物体的机械能一定守恒 弹性势能 动能 势能 重力势能 重力或弹力 保持不变 01抓住两个考点 典例1 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 02突破三个考向 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 02突破三个考向 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 判断机械能是否守恒的方法1 利用机械能的定义判断 分析动能与势能的和是否变化 如 匀速下落的物体动能不变 重力势能减少 物体的机械能必减少 2 用做功判断 若物体或系统只有重力 或弹簧的弹力 做功 或有其他力做功 但其他力做功的代数和为零 机械能守恒 3 用能量转化来判断 若系统中只有动能和势能的相互转化 而无机械能与其他形式的能的转化 则系统的机械能守恒 4 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 02突破三个考向 借题发挥 变式跟踪1 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 02突破三个考向 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 02突破三个考向 典例2 如图所示 斜面轨道ab与水平面之间的夹角 53 bd为半径r 4m的圆弧形轨道 且b点与d点在同一水平面上 在b点 斜面轨道ab与圆弧形轨道bd相切 整个轨道处于竖直平面内且处处光滑 在a点处有一质量m 1kg的小球由静止滑下 经过b c两点后从d点斜抛出去 最后落在地面上的s点时的速度大小vs 8m s 已知a点距地面的高度h 10m b点距地面的高度h 5m 设以mdn为分界线 其左边为一阻力场区域 右边为真空区域 g取10m s2 cos53 0 6 求 1 小球经过b点时的速度为多大 2 小球经过圆弧轨道最低处c点时对轨道的压力为多大 3 小球从d点抛出后 受到的阻力ff与其瞬时速度方向始终相反 求小球从d点到s点的过程中阻力ff所做的功 审题导析1 注意各过程的分段分析 2 对不同过程合理选择物理规律解答问题 02突破三个考向 对 只有重力或弹力做功 的理解1 在条件 只有重力或弹力做功 中的 弹力 指的是像弹簧一类发生弹性形变而产生的弹力 不包含像支持力 绳的拉力之类的弹力 2 只有重力或弹力做功 可能有以下三种情况 1 物体只受重力或弹力作用 2 除重力和弹力外 其他力不做功 3 除重力和弹力外 其他力做功的代数和为零 应注意的问题1 列方程时 选取的表达角度不同 表达式不同 对参考平面的选取要求也不一定相同 2 应用机械能守恒能解决的问题 应用动能定理同样能解决 但其解题思路和表达式有所不同 02突破三个考向 误区警示 02突破三个考向 02突破三个考向 02突破三个考向 典例3 图中滑块和小球的质量均为m 滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动 小球与滑块上的悬点o由一不可伸长的轻绳相连 轻绳长为l 开始时 轻绳处于水平拉直状态 小球和滑块均静止 现将小球由静止释放 当小球到达最低点时 滑块刚好被一表面涂有黏性物质的固定挡板粘住 在极短的时间内速度减为零 小球继续向左摆动 当轻绳与竖直方向的夹角 60 时小球到达最高点 求 1 滑块与挡板刚接触时 滑块与挡板还未相互作用 滑块与小球的速度分别为多少 2 小球从释放到第一次到达最低点的过程中 绳的拉力对小球做功的大小 审题导析1 注意小球与滑块运动过程的分段划分 2 注意分析各分过程遵从的物理规律 v 02突破三个考向 02突破三个考向 借题发挥 应用机械能守恒定律的基本思路 机械能是否守恒 联立方程求解 02突破三个考向 02突破三个考向 v m 2m 命题专家评述考情分析2012年高考 在全国各地试卷中 对机械能守恒定律的考查有6处 属于高频考点 高考题型有选择题 也有计算题 命题趋势2014年高考可能有 1 机械能守恒定律与曲线运动相结合的综合考查 以选择题的形式出现 2 机械能守恒定律与平抛运动 竖直面内圆周运动的临界问题或与弹簧有机地结合 形成综合性较强的力学题目 有利于考查学生的综合分析能力及对物理过程的想象能力 是一种常见的力学压轴题型 03聚焦一个热点 阅卷老师叮咛1 易失分点 1 不能正确判断系统机械能是否守恒而导致错误 2 列机械能守恒定律方程 mgh1 mv2 2 mgh2 mv2 2 时 选不好初 末状态 找不准初 末状态的机械能而导致方程列错 2 应对措施 1 正确选取研究对象 应用机械能守恒定律必须恰当选择系统 系统选择得当 机械能守恒 系统选择不得当 机械能不守恒 判断选定的研究系统是否机械能守恒 常用角度主要有 a 做功的角度 b 能量转化的角度 2 正确选取物理过程 选取物理过程必须遵循两个基本原则 一要符合求解要求 二要尽量使求解过程简化 有时可选全过程 而有时则必须将全过程分解成几个阶段 然后再分别应用机械能守恒定律求解 3 正确选取机械能守恒定律常用的表达形式列式求解 03聚焦一个热点 03聚焦一个热点 审题导析1 注意抛物线方程条件的恰当使用 2 可利用第一问的结果用数学方法求极值 x y 2h y x y 高考佐证 03聚焦一个热点 03聚焦一个热点 预测 如图所示 一个斜面与竖直方向的夹角为30 斜面的下端与第一个光滑圆形管道相切 第二个光滑圆形