2019届高三物理第一轮复习第五章机械能第三节机械能守恒定律学案

1、第1页第五章机械能第三节机械能守恒定律学案（1#）班别姓名学号 一、学习目标1 .掌握重力势能、弹性势能的概念，并能计算.2 .掌握机械能守恒的条件，会判断物体（系统）的机械能是否守恒.3 .掌握机械能守恒定律的三种表达形式，理解其物理意义，并能熟练应用.二、知识梳理考点一机械能守恒的判断【典例1】在如图所示的物理过程示意图中，甲图中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。无摩擦转动：内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

2、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.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.内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【即时训练1】如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与一橡 皮绳相连，橡皮绳的另一端固定在地面上的A点，橡皮绳竖直时处于原长h.让圆环沿杆 滑下，滑到杆的底端时速度为零.则在圆环下滑过程中（） A.圆环机械能守恒B.橡皮绳的弹性势能一直增大C.橡皮绳的弹性势能增加了 mghD.橡皮绳再次达到原长时圆

3、环动能最大考点二单体机械能守恒问题【典例2】如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直.一小物 块以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的 距离与轨道半径有关，此距离最大时对应的轨道半径为（重力加速度大小为g）（） A.V2I6 g B. v28一 gC.vz4一 g D. v:2 g【即时训练2 （2019 课标卷口，15）取水平地面为重力势能零点.一物块从某一高度 .水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等.不计空气阻力.该物块落地时的速度 方向第2页与水平方向的夹角为（）A. n _ 6 B.冗 4C.n 3 D, 5 Ji 12【典例

4、3】（2019全国）如图，在竖直平面内有由14圆弧AB和12圆弧BC组成的光滑 固定轨道，两者在最低点B平滑连接.AB弧的半径为R, BC弧的半径为R2.一小球在A 点正上方与A相距R4处由静止开始自由下落，经A点沿圆弧轨道运动.（1）求小球在B、A两点的动能之比：（2）通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点.【即时训练3】（2019山东泰安高三上学期期中）如图,在竖直平面内由14圆弧AB和12圆弧BC组成的光滑固定轨道，两者在最低点B平滑连接.AB弧的半径为R, BC弧 的半径为R2.一小球（可视为质点）在A点正上方与A相距R2处由静止开始自由下落，经 A点沿圆弧轨道运动.求：（1）小球经B点

5、前后瞬间对轨道的压力大小之比；（2）小球离开C点后，再经多长时间落在AB弧上？考点三多物体机械能守恒问题多个物体组成的系统机械能守恒问题的解题思路（1）首先分析多个物体组成的系统所受的外力是否只有做功，内力是否造成了 与其他形式能的转化，从而判断系统机械能是否守恒.（2）转移观点:若系统机械能守恒，则机械能从一个物体转移到另一个物体, E- E2,一 个物体机械能增加,则一定有另一个物体机械能【典例4】.（2019 课标卷H , 21）如图，滑块a、b的质量均为m, a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h, b放在地面上.a、b通过钱链用刚性轻杆连接，由静止开 始运动.不计摩擦，a、b可视为

6、质点，重力加速度大小为则（）A. a落地前，轻杆对b一直做正功B. 一落地时速度大小为2ghC. a下落过程中，其加速度大小始终不大于gD. a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg第3页【即时训练4 （2019江苏卷,9）*如图所示，三个小球A、B、C的质量均为m, A与B、C间通过较链用轻杆连接，杆长 为L. B、C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长.现A由静止释放下 降到最低点，两轻杆间夹角Q由60,变为120。.A、B、C在同一竖直平面内运动，弹 簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g.则此下降过程中（）A. A的动能达到最大前，B受到地面的支持力小于3

7、2mgB. A的动能最大时，B受到地面的支持力等于32mg C.弹簧的弹性势能最大时，A的加速度方向竖直向下D.弹簧的弹性势能最大值为32mgL三、巩固训练A组1. （2019 天津卷，5）如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环 与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，旦处于原长状态.现让圆 环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L（未 超过弹性限度），则在圆环下滑到最大距离的过程中（）A.圆环的机械能守恒B.弹簧弹性势能变化了 3mgLC.圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D.圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变2 .如图所

8、示洸滑圆柱被固定在水平平台上，用轻绳跨过圆柱体号两小球m】皿相连（m】,m 分别为它们的质量），开始时让mi放在平台上，两边绳绷直，两球从静止开始mi上升,m2下 降，当mi上升到圆柱的最高点时,绳子突第4页 然断裂，发现m】恰能做平抛运动抛出，求应为m】的多少倍？第五章机械 能第三节机械能守恒定律学案（2#）班别姓名学号3 .（多选）如图所示，将质量为2m的重物绕过轻定滑轮悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系 一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻定滑轮与直杆的距离为d,杆上 的A点与定滑轮等高,杆上的B点在A点下方距离为d处.现将环从A处由静止释放，不 计一切摩擦阻力，下列说法正

9、确的是（）A.环到达B处时，重物上升的高度h= B.环到达B处时，环与重物的速度大小相等C.环从A到B,环减少的机械能等于重物增加的机械能D.环能下降的最大高度为43d4 .如图所示，竖直平面内的半圆形光滑轨道，其半径为R小球A、B质量分别为总、侬， A和B之间用一根长为IQ<R）的轻杆相连，从图示位置由静止释放，球和杆只能在同 一竖直面内运动，下列说法正确的是（）A.若mAVms, B在右侧上升的最大高度与A的起始高度相同B.若B在右侧上升的最大高度与A的起始高度相同C.在A下滑过程中轻杆对A做负功，对B做正功D. A在下滑过程中减少的重力势能等于A与B增加的动能5.如图所示，倾角0=

10、30°的光滑斜面固定在地面上，长为1、质量为m、粗细均匀、 质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平.用细线将物块与软绳连接, 物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面），在此 过程中（）A.物块的机械能逐渐增加B.软绳的重力势能减少了 14mgiC.物块重力势能的减少量等于软绳机械能的增加量D.软绳重力势能减少量小于其动能的增加量6.如图所示，粗细均匀，两端开口的U形管内装有同种液体，开始时两边液面高度差为 h,管中液柱总长度为4h,后来让液体自由流动，当两液面高度相等时，右侧液面下降 的速度为（）A. 18gh B. 16ghC.14gh

11、D. 12gh第5页7.如图所示，一条长为L的柔软匀质链条，开始时静止在光滑梯形平台上，斜面上的链条长为xo,已知重力加速度为g, L<BC, NBCE=a，试用xo、X、L、g、 a表示斜面上链条长为x时链条的速度大小（链条尚有一部分在平台上且x>xo）.8. （2019 山东泰安高三上学期期中）如图所示，一轻绳通过无摩擦的小定滑轮。与质量为ms的小球B连接，另一端与套在光滑竖直杆上质量为m的小物块A连接，杆两端固 定且足够长，物块A由静止从图示位置释放后，先沿杆向上运动.设某时刻物块A运动 的速度大小为va,加速度大小为a；.,小球B运动的速度大小为vb,轻绳与杆的夹角为 。.

12、则（）A. Vb = VaCOS 0B. aA=mBgcos 0 n a-gC.小球B减小的重力势能等于物块A增加的动能D.当物块A上升到与滑轮等高时，它的机械能最大B组1 .如图所示，长度为1的细线，一端固定于。点，另一端拴一小球，先将细线拉直呈水 平状态，使小球位于P点，然后无初速度释放小球，当小球运动到最低点时，细线遇到 在O点正下方水平固定着的钉子K,不计任何阻力，若要求小球能绕钉子在竖直面内做 完整的圆周运动，则K与。点的距离可能是（）A.451 B. 341C.121 D. 1312 .（2019 陕西西安七十中高三期中）如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定

13、的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹 簧相连，C球放在水平地面上.现用手控制住A,并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并 保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行.已知A的质量为4m, B、C的质量均为 m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态.释 放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面.下列说法正确的是（） A.斜面倾角a =60°B. A获得最大速度为2 Vgm5kC. C刚离开地面时，B的加速度最大D.从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能一直守恒3 .由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧, 轨道固定在竖直平面内.一质量为m的小球，从距离水平地面高为H的管口 D处静止 释放，最后能够从A端水平抛出落到地面上.下列说法正确的是()A.小球落到地面时相对于/A点的水平位移为2RH-2R2第6页B.小球落到地面时相对于A点的水平位移为422RH-4R2C.小球能从细管A端水平抛出的条件是H>2RD.小球能从细管A端水平抛出的最小高度Hmin=5_ 2R4 .轻质弹簧原长为21,将弹簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为5m的物体由静止 释放，当弹簧被压缩到最短时,弹簧长度为L现将该弹簧水平放置,一端固