高中物理必修同步资料机械能守恒定律节习题课省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

[关键点归纳]习题课机械能守恒定律应用机械能守恒定律判断

机械能守恒条件绝不是协力功等于零，更不是协力为零；“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。1.利用机械能定义判断：判断物体动能和势能和即机械能是否改变，如匀速上升、匀速下降、沿斜面匀速运动物体机械能必定不守恒。第1页2.用做功判断：看物体或系统是否只有重力(或弹簧弹力)做功。3.用能量转化来判断：看是否存在其它形式能和机械能相互转化，如有滑动摩擦力做功时，因摩擦生热，系统机械能将有损失。4.对一些绳子突然绷紧、物体间碰撞等情况，除非题目尤其说明，不然机械能必定不守恒。第2页[精典示例][例1]

(多项选择)如图1所表示，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过程中，以下说法正确是(

)图1A.斜劈对小球弹力不做功B.斜劈与小球组成系统机械能守恒C.斜劈机械能守恒D.小球机械能降低许等于斜劈动能增加量第3页解析

小球有竖直方向位移，所以斜劈对小球弹力对球做负功，故A选项错误；小球对斜劈弹力对斜劈做正功，所以斜劈机械能增加，故C选项错误；不计一切摩擦，小球下滑过程中，小球和斜劈组成系统中只有动能和重力势能相互转化，系统机械能守恒，故B、D选项正确。答案

BD第4页[针对训练1]

(多项选择)如图2所表示，以下关于机械能是否守恒判断正确是(

)图2第5页A.甲图中，火箭升空过程中，若匀速升空机械能守恒，若加速升空机械能不守恒B.乙图中物体匀速运动，机械能守恒C.丙图中小球做匀速圆周运动，机械能守恒D.丁图中，轻弹簧将A、B两小车弹开，两小车组成系统机械能不守恒，两小车和弹簧组成系统机械能守恒解析

题图甲中不论火箭匀速上升还是加速上升，都有推力做功，机械能增加，因而机械能不守恒；题图乙中拉力F做功，机械能不守恒；题图丙中，小球受到全部力都不做功，机械能守恒；题图丁中，弹簧弹力做功，弹簧弹性势能转化为两小车动能，两小车与弹簧组成系统机械能守恒。答案

CD第6页含弹簧类机械能守恒问题[精典示例][例2]如图3所表示，固定竖直光滑长杆上套有质量为m小圆环，圆环与水平状态轻质弹簧一端连接，弹簧另一端连接在墙上，而且处于原长状态，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长度变为2L(未超出弹性程度)，则在圆环下滑到最大距离过程中(

)图3第7页A.圆环机械能守恒B.弹簧弹性势能改变了C.圆环下滑到最大距离时，所受协力为零D.圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变答案B第8页第9页[针对训练2]

如图4所表示，轻弹簧一端与墙相连处于自然状态，质量为4kg木块沿光滑水平面以5m/s速度运动并开始挤压弹簧，求：图4(1)弹簧最大弹性势能；(2)木块被弹回速度增大到3m/s时弹簧弹性势能。第10页答案(1)50J

(2)32J第11页[关键点归纳]机械能守恒定律和动能定理应用比较机械能守恒定律和动能定理比较规律内容机械能守恒定律动能定理表示式E1＝E2ΔEk＝－ΔEpΔEA＝－ΔEBW＝ΔEk应用范围只有重力或弹力做功时无条件限制研究对象系统单个物体关注角度守恒条件和初、末状态机械能形式及大小动能改变及协力做功情况第12页[精典示例][例3]如图5所表示，某人以v0＝4m/s速度斜向上(与水平方向成45°角)抛出一个小球，小球落地时速度为v＝8m/s，不计空气阻力，求小球抛出时高度h。甲、乙两位同学看了本题参考解法“”后争论了起来。甲说此解法依据是动能定理，乙说此解法依据是机械能守恒定律，你对甲、乙两位同学争论持什么观点，请简单分析，并求出抛出时高度h。(g取10m/s2)图5第13页答案看法析第14页第15页[针对训练3]

为了研究过山车原理，某兴趣小组提出了以下构想：取一个与水平方向夹角为37°、长为L＝2.0m粗糙倾斜轨道AB，经过水平轨道BC与半径为R＝0.2m竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB段以外都是光滑。其中AB与BC轨道以微小圆弧相接，如图6所表示。一个质量m＝1kg小物块以初速度v0＝5.0m/s从A点沿倾斜轨道滑下，小物块抵达C点时速度vC＝4.0m/s。取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。图6第16页(1)求小物块抵达C点时对圆轨道压力大小；(2)求小物块从A到B运动过程中摩擦力所做功；(3)为了使小物块不离开轨道，并从轨道DE滑出，求竖直圆轨道半径应满足什么条件？解析(1)设小物块抵达C点时受到圆轨道支持力大小为FN，依据牛顿第二定律有，解得FN＝90N依据牛顿第三定律，小物块对圆轨道压力大小为90N。(2)因为水平轨道BC光滑，无摩擦力做功，所以可将研究小物块从A到B运动过程转化为研究从A到C过程。物块从A到C过程中，依据动能定理有：第17页解得Wf＝－16.5J。答案(1)90N

(2)－16.5J

(3)R≤0.32m第18页1.(机械能守恒判断)以下运动物体，机械能守恒是(

) A.物体沿斜面匀速下滑 B.物体从高处以0.9g加速度竖直下落 C.物体沿光滑曲面滑下 D.拉着一个物体沿光滑斜面匀速上升第19页解析物体沿斜面匀速下滑时，动能不变，重力势能减小，所以机械能减小。物体以0.9g加速度竖直下落时，除重力外，其它力协力向上，大小为0.1mg，协力在物体下落时对物体做负功，物体机械能不守恒。物体沿光滑曲面滑下时，只有重力做功，机械能守恒。拉着物体沿斜面上升时，拉力对物体做功，物体机械能不守恒。综上，机械能守恒是C项。答案C第20页2.(含弹簧类机械能守恒问题)如图7所表示，在

高1.5m光滑平台上有一个质量为2kg小

球被一细线拴在墙上，小球与墙之间有一根

被压缩轻质弹簧。当烧断细线时，小球被

弹出，小球落地时速度方向与水平方向成60°角，则弹簧被压缩时含有弹性势能为(g取10m/s2)(

)图7A.10J B.15J C.20J D.25J答案

A第21页3.(机械能守恒与动能定理综合应用)滑板运动是一项惊险刺激运动，深受青少年喜爱。如图8所表示是滑板运动轨道，AB和CD是一段圆弧形轨道，BC是一段长7m水平轨道。一运动员从AB轨道上P点以6m/s速度下滑，经BC轨道后冲上CD轨道，到Q点时速度减为零。已知运动员与