201x优化方案人教版物理总复习第5章第三节

1、山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练第三节机械能守恒定律第三节机械能守恒定律山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练课堂互动讲练课堂互动讲练经典题型探究经典题型探究知能优化演练知能优化演练第第三三节节机机械械能能守守恒恒定定律律基础知识梳理基础知识梳理山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能

2、及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回基础知识梳理基础知识梳理一、重力势能一、重力势能1定义：物体的重力势能等于它所受定义：物体的重力势能等于它所受_与与_的乘积的乘积2公式：公式：Ep_.3矢标性：重力势能是矢标性：重力势能是_量，但有正、负，其量，但有正、负，其意义是表示物体的重力势能比它在意义是表示物体的重力势能比它在_上上大还是小，这与功的正、负的物理意义不同大还是小，这与功的正、负的物理意义不同重力重力高度高度mgh标标参考平面参考平面山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机

3、械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回4特点特点(1)系统性：重力势能是系统性：重力势能是_和和_共有的共有的(2)相对性：重力势能的大小与相对性：重力势能的大小与_的选取的选取有关重力势能的变化是有关重力势能的变化是_的，与参考平面的的，与参考平面的选取选取_5重力做功与重力势能变化的关系重力做功与重力势能变化的关系重力做正功时，重力势能重力做正功时，重力势能_； 重力做负功时重力做负功时，重力势能，重力势能_；重力做多少正；重力做多少正(负负)功，重力势功，重力势能就能就_多少，即多少，即

4、WG_.地球地球物体物体参考平面参考平面绝对绝对无关无关减小减小增大增大减小减小(增大增大)Ep1Ep2山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回二、弹性势能二、弹性势能1定义：物体由于发生定义：物体由于发生_而具有的能而具有的能2大小：弹性势能的大小与大小：弹性势能的大小与_及及_有关，弹簧的形变量越大，劲度系数有关，弹簧的形变量越大，劲度系数_，弹簧，弹簧的弹性势能的弹性势能_3弹力做功与弹性势能变化的关系弹力做功与弹性势能变化的关系弹力做正

5、功，弹性势能弹力做正功，弹性势能_；弹力做负功，弹性；弹力做负功，弹性势能势能_即弹簧恢复原长过程中弹力做即弹簧恢复原长过程中弹力做_，弹性势能，弹性势能_，形变量变大的过程中弹力做，形变量变大的过程中弹力做_，弹性势能，弹性势能_弹性形变弹性形变形变量形变量劲度系数劲度系数越大越大越大越大减小减小增大增大正功正功减小减小负功负功增大增大山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回三、机械能守恒定律三、机械能守恒定律1内容：在只有内容：在只有_或或

6、_做功的物体系统内做功的物体系统内，只存在动能与势能的相互转化，而总的机械能，只存在动能与势能的相互转化，而总的机械能保持保持_2表达式表达式(1)Ek1Ep1_ (要选零势能参考平面要选零势能参考平面)(2)Ek_ (不用选零势能参考平面不用选零势能参考平面)(3)EA增增_ (不用选零势能参考平面不用选零势能参考平面)3机械能守恒的条件机械能守恒的条件只有只有_ (或弹簧的或弹簧的_)做功或虽有其他外力做功或虽有其他外力做功但其他力做功的代数和做功但其他力做功的代数和_重力重力弹力弹力不变不变Ek2Ep2EpEB减减重力重力弹力弹力为零为零山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章

7、机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回课堂互动讲练课堂互动讲练一、机械能守恒条件的理解及守恒判断方法一、机械能守恒条件的理解及守恒判断方法1对机械能守恒条件的理解对机械能守恒条件的理解机械能守恒的条件是：只有重力或弹力做功机械能守恒的条件是：只有重力或弹力做功可以从以下两个方面理解：可以从以下两个方面理解：(1)只受重力作用，只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动，物体的机械能守恒动，物体的机械能守恒(2)受其他力，但其他力不做功，只

8、有重力或弹受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功例如物体沿光滑的曲面下滑，受重力力做功例如物体沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力不做、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力不做功，物体的机械能守恒功，物体的机械能守恒山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回2判断机械能是否守恒的几种方法判断机械能是否守恒的几种方法(1)利用机械能的定义判断利用机械能的定义判断(直接判断直接判断)：若物体在：若物体在水平面匀速运动，其动

9、能、势能均不变，机械能水平面匀速运动，其动能、势能均不变，机械能不变若一个物体沿斜面匀速下滑，其动能不变不变若一个物体沿斜面匀速下滑，其动能不变，重力势能减少，其机械能减少，重力势能减少，其机械能减少(2)用做功判断：若物体或系统只有重力用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧或弹簧的弹力的弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功，做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒机械能守恒山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回(3)用能量转化来判断

10、：若物体系统中只有动能和用能量转化来判断：若物体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势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒化，则物体系统机械能守恒(4)对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等，对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等，除非题目特别说明，否则机械能必定不守恒除非题目特别说明，否则机械能必定不守恒特别提醒：特别提醒：机械能守恒的条件绝不是合外力的功机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零，更不是合外力为零；判断机械能是否守等于零，更不是合外力为零；判断机械能是否守恒时，要根据不同情景恰当地选取判断方法恒时，要根据不同情景恰当地选取判断方

11、法山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回即时应用即时应用 (即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1.(2011年河南郑州测试年河南郑州测试)下列物体运动过程中满足下列物体运动过程中满足机械能守恒的是机械能守恒的是()A跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降B忽略空气阻力，物体竖直上抛忽略空气阻力，物体竖直上抛C火箭升空火箭升空D拉着物体沿光滑斜面匀速上升拉着物体沿光滑斜面匀速上升解析：解析：选选B.跳伞运动员匀

12、速下降，除重力做功外，跳伞运动员匀速下降，除重力做功外，还有阻力做功，还有阻力做功，A错；物体竖直上抛时，只有重力错；物体竖直上抛时，只有重力做功，机械能守恒，做功，机械能守恒，B正确；火箭升空时，推力做正确；火箭升空时，推力做正功，机械能增加，正功，机械能增加，C不正确；拉着物体沿光滑斜不正确；拉着物体沿光滑斜面匀速上升时，机械能增加，面匀速上升时，机械能增加，D不正确不正确山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回二、机械能守恒定律的应用二、

13、机械能守恒定律的应用1定律的三种表达形式定律的三种表达形式(1)E1E2或或Ek1Ep1Ek2Ep2，表示系统在初，表示系统在初状态机械能等于其末状态的机械能运用这种形状态机械能等于其末状态的机械能运用这种形式表达时，应选好零势能面，且初、末状态的高式表达时，应选好零势能面，且初、末状态的高度已知，系统除地球外，只有一个物体时，用这度已知，系统除地球外，只有一个物体时，用这种表达形式较方便种表达形式较方便山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回

14、(2)EpEk，表示系统，表示系统(或物体或物体)机械能守恒时机械能守恒时，系统减少，系统减少(或增加或增加)的势能等于增加的势能等于增加(或减少或减少)的总的总动能应用时，关键在于分清重力势能的增加量动能应用时，关键在于分清重力势能的增加量和减少量，可不选参考平面而直接计算初、末状和减少量，可不选参考平面而直接计算初、末状态的势能差这种表达方式一般用于始末状态的态的势能差这种表达方式一般用于始末状态的高度未知，但高度变化已知的情况高度未知，但高度变化已知的情况山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究

15、究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回(3)EA增增EB减减，表示若系统由，表示若系统由A、B两部分组成两部分组成，则，则A部分物体机械能的增加量与部分物体机械能的增加量与B部分物体机械部分物体机械能的减少量相等能的减少量相等以上三种表达方式中，以上三种表达方式中，(1)是最基本的表达方式，是最基本的表达方式，易于理解和掌握，但始、末状态的动能和势能要分易于理解和掌握，但始、末状态的动能和势能要分析全，防止遗漏某种形式的机械能应用析全，防止遗漏某种形式的机械能应用(2)、(3)方式列出的方程简捷，是同学们应该重点掌握的，方式列出的方程简捷，是同学们应该重点掌握的，但在分析势

16、能的变化时易出错，要引起注意但在分析势能的变化时易出错，要引起注意山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回2解题的基本步骤解题的基本步骤(1)正确选取研究对象，必须明确研究对象是一正确选取研究对象，必须明确研究对象是一个系统，而不能是一个单一的物体个系统，而不能是一个单一的物体(2)分析研究对象在运动过程中的受力情况，明分析研究对象在运动过程中的受力情况，明确各力的做功情况，判断机械能是否守恒确各力的做功情况，判断机械能是否守恒(3)选取零势能

17、面，确定研究对象在初、末状态选取零势能面，确定研究对象在初、末状态的机械能的机械能(4)根据机械能守恒定律列出方程根据机械能守恒定律列出方程(5)解方程求出结果，并对结果进行必要的讨论解方程求出结果，并对结果进行必要的讨论和说明和说明山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回特别提醒：特别提醒：(1)在应用机械能守恒解决问题时在应用机械能守恒解决问题时，首先要判断系统的机械能是否守恒，然后，首先要判断系统的机械能是否守恒，然后注意选取恰当的守恒形

18、式列式求解注意选取恰当的守恒形式列式求解(2)应特别关注研究对象的应特别关注研究对象的“一个过程一个过程”和和“两个两个状态状态”(3)零势能面的选取是任意的，在通常情况下零势能面的选取是任意的，在通常情况下，一般选取地面或物体在运动过程中所达到，一般选取地面或物体在运动过程中所达到的最低水平面为零势能面的最低水平面为零势能面山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回即时应用即时应用 (即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2.如图如图531所示

19、，在水平台面上的所示，在水平台面上的A点，一个点，一个质量为质量为m的物体以初速度的物体以初速度v0被抛出，不计空气阻力被抛出，不计空气阻力，求它到达台面下，求它到达台面下h处的处的B点时速度的大小点时速度的大小图图531山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返

20、回返回经典题型探究经典题型探究“单个单个”物体的机械能守恒物体的机械能守恒 (2010年高考上海物理卷年高考上海物理卷)如图如图532，ABC和和ABD为两个光滑固定轨道，为两个光滑固定轨道，A、B、E在在同一水平面上，同一水平面上，C、D、E在同一竖直线上，在同一竖直线上，D点距水平面的高度为点距水平面的高度为h，C点的高度为点的高度为2h，一滑，一滑块从块从A点以初速度点以初速度v0分别沿两轨道滑行到分别沿两轨道滑行到C或或D处后水平抛出处后水平抛出山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能

21、能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回(1)求滑块落到水平面时，落点与求滑块落到水平面时，落点与E点间的距离点间的距离sC和和sD；(2)为实现为实现sCsD，v0应满足什么条件？应满足什么条件？【思路点拨思路点拨】滑块滑到轨道最高点的过程滑块滑到轨道最高点的过程中机械能守恒，离开最高点做平抛运动中机械能守恒，离开最高点做平抛运动图图532山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械

22、能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回 (2011年苏北四市调研年苏北四市调研)如图如图533所示，所示，光滑固定的

23、竖直杆上套有一个质量光滑固定的竖直杆上套有一个质量m0.4 kg的小的小物块物块A，不可伸长的轻质细绳通过固定在墙壁上，不可伸长的轻质细绳通过固定在墙壁上、大小可忽略的定滑轮、大小可忽略的定滑轮D，连接小物块，连接小物块A和小物块和小物块B，虚线，虚线CD水平，间距水平，间距d1.2 m，此时连接小物，此时连接小物块块A的细绳与竖直杆的夹角为的细绳与竖直杆的夹角为37，小物块，小物块A恰能恰能保持静止现在在小物块保持静止现在在小物块B的下端挂一个小物块的下端挂一个小物块Q(未画出未画出)，小物块，小物块A可从图示位置上升并恰好能可从图示位置上升并恰好能到达到达C处不计摩擦和空气阻力，处不计摩擦

24、和空气阻力，cos37、sin37，重力加速度，重力加速度g取取10 m/s2.求：求：多个物体组成的系统机械能守恒多个物体组成的系统机械能守恒例例2山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回(1)小物块小物块A到达到达C处时的加速度大小；处时的加速度大小；(2)小物块小物块B的质量；的质量；(3)小物块小物块Q的质量的质量图图533山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经

25、经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回【解析解析】(1)当小物块当小物块A到达到达C处时，由受力处时，由受力分析可知：水平方向受力平衡，竖直方向只分析可知：水平方向受力平衡，竖直方向只受重力作用，所以小物块受重力作用，所以小物块A的加速度的加速度ag10 m/s2.(2)设小物块设小物块B的质量为的质量为mB，绳子拉力为，绳子拉力为FT；根据平衡条件：根据平衡条件：FTcos37mgFTmBg联立解得联立解得mB0.5 kg.山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探

26、探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回【答案】【答案】(1)10 m/s2(2)0.5 kg(3)0.3 kg山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回变式训练变式训练1如图如图534所示，光滑圆柱被固定所示，光滑圆柱被固定在水平平台上，用轻绳跨过圆柱体与两小球在水平平台上，用轻绳跨过圆柱体与两小球m1、m2相连相连(m1、m2分别为它们的质量分别为它们的质量)，开始时让，开始时让m1放在平台上，两边绳绷直，两球从静止开始

27、放在平台上，两边绳绷直，两球从静止开始m1上上升，升，m2下降，当下降，当m1上升到圆柱的最高点时，绳子上升到圆柱的最高点时，绳子突然断裂，发现突然断裂，发现m1恰能做平抛运动抛出求恰能做平抛运动抛出求m2应应为为m1的多少倍？的多少倍？图图534山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练

28、课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回 (满分样板满分样板8分分)(2011年福建模拟年福建模拟)如图如图535所示，倾角为所示，倾角为的光滑斜面上放有两个质量均的光滑斜面上放有两个质量均为为m的小球的小球A和和B，两球之间用一根长为，两球之间用一根长为L的轻杆的轻杆相连，下面的小球相连，下面的小球B离斜面底端的高度为离斜面底端的高度为h.两球从两球从静止开始下滑，不计球与地面碰撞时的机械能损静止开始下滑，不计球与地面碰撞时的机械能损失，且地面光滑，求：失，且地面光滑，求：机械能守恒定律与动能定理的综合应用机械能守恒定律与动能定理的综合应用例例3图图535山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第

29、第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回(1)两球都进入光滑水平面时两小球运动的速度两球都进入光滑水平面时两小球运动的速度大小；大小；(2)此过程中杆对此过程中杆对B球所做的功球所做的功【思路点拨思路点拨】解答本题时要注意以下三点：解答本题时要注意以下三点：(1)A和和B组成的系统在下滑过程中机械能守恒组成的系统在下滑过程中机械能守恒(2)在水平面上，在水平面上，A、B的速度相等的速度相等(3)杆对杆对B球的力在整个过程中为变力，变力的球的力在整个过程中为变力，变力的功可应用动能定理求解功可应用动能定理求解山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第5章机械能及其守恒