高三上学期物理一轮复习导学案：机械能守恒定律

机械能守恒定律考纲解读：机械能守恒定律的应用理解。高考考查最多，注意与其他知识、过程的结合，综合题中考查较多，能力要求高高考题中经常以计算题形式考查、结合牛顿运动定律和动能定理重点难点：系统机械能守恒规律方法：系统机械能守恒，列式规则或重点知识：1．对守恒条件的理解（1）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动，物体的机械能守恒。（2）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、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。受其他力，但其他力做功的代数和为零，对系统：只有重力或系统内的弹力做功，系统的机械能守恒2．机械能守恒的三种表达式表达角度表达公式表达意义守恒观点系统的初状态机械能的总和与末状态机械能的总和相等转化观点表示系统（或物体）机械能守恒时，系统减少（或增加）的势能等于系统增加（或减少）的动能转移观点若系统由A、B两部分组成，则A部分物体机械能的增加量与B部分物体机械能减少量相等考点一：对重力势能、弹性势能、机械能的理解【例1】关于重力势能，下列说法中正确的是()A．重力势能是地球与物体所组成的系统共有的B．重力势能为负值，表示物体的重力势能比在参考平面上具有的重力势能少C．卫星绕地球做椭圆运动，当由近地点向远地点运动时，其重力势能减小D．只要物体在水平面以下，其重力势能为负值【变式训练1】如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连接着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是()A．弹簧的弹性势能逐渐减少B．物体的机械能不变C．弹簧的弹性势能先增加后减少D．弹簧的弹性势能先减少后增加考点二：对机械能守恒条件的理解【例2】一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（）A．运动员到达最低点前重力势能始终减小

B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加

C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒

D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关【变式训练2】图甲中弹丸以一定的初始速度在光滑碗内做复杂的曲线运动，图乙中的运动员在蹦床上越跳越高。下列说法中正确的是()A.图甲弹丸在上升的过程中，机械能逐渐增大B.图甲弹丸在上升的过程中，机械能保持不变C.图乙中的运动员多次跳跃后，机械能增大D.图乙中的运动员多次跳跃后，机械能不变考点三：单个物体的机械能守恒问题【例3】如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落在比地面低h的海平面上，若以地面为零势能面，且不计空气阻力，则()A．物体在海平面的重力势能为mghB．重力对物体做的功为mghC．物体在海平面上的机械能为eq\f(1,2)mv02＋mghD．物体在海平面上的动能为eq\f(1,2)mv02＋mgh【变式训练3】如图，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部挡板上，斜面固定不动。质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端。现用外力作用在物块上，使两弹簧具有相同的压缩量，若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧，则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程，两物块()A．最大速度相同B．最大加速度相同C．上升的最大高度不同D．重力势能的变化量不同考点四：多个物体的机械能守恒问题【例4】如图所示是一个横截面为半圆、半径为R的光滑柱面,一根不可伸长的细线两端分别系有物体A、B,且mA=2mB,从图示位置由静止开始释放物体A,当物体B到达半圆顶点时,求绳的张力对物体B所做的功。【变式训练4】一根全长为L，粗细均匀的铁链，对称地挂在轻小光滑的定滑轮上，如图所示，当受到轻微的扰动，铁链脱离滑轮瞬间的速度大小为（）

A.B.C.D.考点五：对机械能守恒定律的综合应用【例5】如图所示,半径分别为R和r的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上,轨道之间有一条水平轨道CD相通,一小球以一定的速度先滑上甲轨道,通过动摩擦因数为μ的CD段,又滑上乙轨道,最后离开两圆轨道,若小球在两圆轨道的最高点对轨道的压力都恰好为零,试求CD段的长度。【变式训练5】如图所示，质量为M（M足够大）的小球被一根长为L的可绕O轴自由转动的