2026版高考物理导与练总复习(人教)（粤）第六章 第4讲　机械能守恒定律

第4讲机械能守恒定律如图甲,弹跳鞋是一种新型体育用品鞋,其底部装有弹簧。使用时人对弹簧施加压力,使弹簧形变后产生竖直向上的弹力,将人向上弹离地面。某次上升过程中人的动能Ek随重心上升高度h变化的图像如图乙所示,上升高度为h1时动能达到最大值,图中h2～h3段为直线,其余部分为曲线,已知弹簧始终处于弹性限度内,空气阻力忽略不计。(1)人的加速度达到最大值时人的重心高度在哪一位置?(2)弹跳鞋离开地面时人的重心高度在哪一位置?(3)整个上升过程中,人的机械能是怎样变化的?1.(多选)如图所示,攻防箭是一项人们很喜爱的团体活动。若将质量为m的箭(可视为质点)从地面(初始高度可忽略)以与水平方向成某一角度斜向上射出,初速度为v0,最高点离地高H,不计一切阻力,取地面为零势能参考平面,下列说法正确的是()[A]箭在最高点的机械能为mgH[B]箭在最高点的机械能为12m[C]箭刚要落地时的速度与抛出时速度相同[D]箭刚要落地时的机械能大于mgH2.如图所示,质量为m的木块放在光滑的水平桌面上,用轻绳绕过桌边的定滑轮与质量为M的砝码相连,已知M=3m,让绳拉直后使砝码从静止开始下降。若砝码底部与地面的距离为h,砝码刚接触地面时木块仍没离开桌面,此时木块的速率为()[A]126gh[C]2gh 考点一对机械能守恒的理解与判断判断机械能守恒的三种方法[例1](多选)有以下物理过程:图甲为跳伞运动员匀速下落;图乙为地面上放置一固定斜面B,物块A从B上匀速下滑;图丙为物体A压缩弹簧的过程;图丁为不计任何阻力和定滑轮与绳子质量,物体A加速下落,物体B加速上升过程。关于这几个物理过程,下列判断正确的是()[A]图甲所示过程中跳伞运动员的机械能不守恒[B]图乙所示过程中物块A的机械能守恒[C]图丙所示过程中物体A的机械能守恒[D]图丁所示过程中物体A、B组成的系统机械能守恒考点二单物体的机械能守恒问题1.机械能守恒定律的表达式说明:单个物体应用机械能守恒定律时选用守恒观点或转化观点进行列式。2.应用机械能守恒定律解题的一般步骤[例2]【单物体在单一过程中的机械能守恒】(多选)如图,一质量为m的苹果从树上距地面高度为H的A点由静止自由下落,恰好落入树下一深度为h的坑。以地面为零势能面,重力加速度为g,则苹果()[A]在A点具有的重力势能为mgH[B]在坑底具有的重力势能为mgh[C]在坑底具有的机械能为mg(H+h)[D]从A点落到坑底的过程中,重力势能减少量为mg(H+h)听课笔记

[例3]【单物体在多过程中的机械能守恒】如图所示,竖直平面内的四分之三圆弧形光滑管道半径略大于小球半径,管道中心到圆心距离为R,A端与圆心O等高,AD为水平面,B端在O的正下方,小球自A点正上方由静止释放,自由下落至A点时进入管道。(1)如果管道与小球接触的内侧壁(图中较小的四分之三圆周)始终对小球没有弹力,小球释放点距离A点的最小高度为多大?(2)如果小球到达B点时,管壁对小球的弹力大小为小球重力大小的9倍。求:①小球运动到管道最高点E时对管道的弹力;②落点C与A的水平距离。考点三多物体系统的机械能守恒问题几种实际情境的分析多物体系统类型常见情境模型特点轻绳连接的系统(1)两物体沿绳方向的分速度大小相等。(2)对于单个物体,一般绳上的力会做功,机械能不守恒,但对于绳连接的系统,机械能可能守恒轻杆连接的系统(1)平动时两物体的线速度相等,转动时两物体的角速度相等。(2)杆对物体的作用力并不总是沿杆的方向,杆能对物体做功,单个物体机械能不守恒。(3)对于杆和物体组成的系统,若忽略空气阻力和各种摩擦且没有其他力对系统做功,则系统的机械能守恒[例4]【轻绳连接的系统】(2025·广东惠州期末)阿特伍德机是英国科学家阿特伍德发明的著名力学实验装置,如图所示为阿特伍德机的简化示意图。质量均为M的两个重物A、B通过轻绳跨过光滑轻滑轮,保持静止状态。现将质量为m的小物块C轻放在A上,让装置动起来,从开始运动到A和C下落高度h过程中,重力加速度为g,下列说法正确的是()[A]A和B构成的系统机械能守恒[B]A和C向下运动的加速度大小为a=mg[C]轻绳的弹力大小为FT=M[D]A的末速度大小为v=m[例5]【轻杆连接的系统】如图所示,在竖直平面内有光滑轨道ABCD,其中AB是竖直轨道,CD是水平轨道,AB与BC相切于B点,BC与CD相切于C点。一根长为2R的轻杆两端分别固定着两个质量均为m的相同小球P、Q(视为质点