第六章第3课时机械能守恒定律及其应用课件-高考物理一轮复习()

第六章机械能守恒定律第31课时机械能守恒定律及其应用目标要求1.知道机械能守恒的条件，并会判断是否守恒。2.理解机械能守恒定律的内容，并会用机械能守恒定律解决单个物体的机械能守恒问题。课时精练内容索引考点一机械能守恒定律考点二单个物体的机械能守恒问题1.重力做功与重力势能(1)重力做功的特点：重力做功与

无关，只与始末位置的

有关，重力做功不引起物体

的变化。(2)重力势能①表达式：Ep=

。②重力势能的特点：重力势能是物体和

所共有的，重力势能的大小与参考平面的选取

，但重力势能的变化量与参考平面的选取

。(3)重力做功与重力势能变化的关系：重力对物体做正功，重力势能

，重力对物体做负功，重力势能

，即WG=

=

。机械能守恒定律考点一路径高度差机械能mgh地球有关无关减小增大Ep1-Ep2-ΔEp

弹性形变减小增加-ΔEp动能势能保持不变

Ek1+Ep1重力弹力判断正误1.物体所受的合外力为零，物体的机械能一定守恒。(

)2.物体做匀速直线运动，其机械能一定守恒。(

)3.物体的速度增大时，其机械能可能减小。(

)×√×基础自测忽略空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能守恒的是A.竖直面内匀速转动的摩天轮中的物体B.物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端C.物体沿着斜面匀速下滑D.拉着物体沿光滑斜面匀速上升√摩天轮匀速转动，物体动能不变，势能变化，机械能不守恒，所以A错误；物体在光滑斜面上，受重力和支持力的作用，但是支持力的方向和物体位移的方向垂直，支持力不做功，只有重力做功，机械能守恒，所以B正确；物体沿着斜面匀速下滑，物体处于受力平衡状态，摩擦力和重力都要做功，机械能不守恒，所以C错误；拉着物体沿光滑斜面匀速上升，物体处于受力平衡状态，拉力和重力都要做功，机械能不守恒，所以D错误。机械能是否守恒的三种判断方法1.利用机械能的定义判断：若物体动能、势能之和不变，则机械能守恒。2.利用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功，或者虽受其他力，但其他力不做功(或做功代数和为0)，则机械能守恒。3.利用能量转化判断：若物体或系统与外界没有能量交换，物体或系统内也没有机械能与其他形式能的转化，则机械能守恒。总结提升返回单个物体的机械能守恒问题考点二1.机械能守恒定律表达式说明：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1√铅球所受重力即为其合力，铅球上升过程，重力做负功，铅球动能减小，重力势能增大；铅球下降过程，重力做正功，铅球动能增大，重力势能减小，可知铅球在运动过程中动能先减小后增大，重力势能先增大后减小，故A、B错误；

例2√

(2024·全国甲卷·17)如图，一光滑大圆环固定在竖直平面内，质量为m的小环套在大圆环上，小环从静止开始由大圆环顶端经Q点自由下滑至其底部，Q为竖直线与大圆环的切点。则小环下滑过程中对大圆环的作用力大小A.在Q点最大

B.在Q点最小C.先减小后增大

D.先增大后减小例3√

从大圆环顶端到P点过程，小环速度较小，小环重力沿着指向大圆环圆心方向的分力大于小环所需的向心力，所以大圆环对小环的弹力背离圆心，不断减小，从P点到最低点过程，小环速度变大，小环重力沿着大圆环直径方向的分力和大圆环对小环的弹力合力提供向心力，从P点到Q点，小环重力沿大圆环直径的分力逐渐减小，从Q点到最低点，小环重力沿大圆环直径的分力背离圆心，逐渐增大，所以大圆环对小环的弹力逐渐变大，根据牛顿第三定律可知小环下滑过程中对大圆环的作用力大小先减小后增大。

如图所示，倾角为37°的斜面与一竖直光滑圆轨道相切于A点，轨道半径R=1m，将滑块由B点无初速度释放，滑块恰能运动到圆周的C点，OC水平，OD竖直，xAB=2m，滑块可视为质点，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：(1)滑块在斜面上第一次下滑到A点的时间；例4答案1s

(2)若滑块从D点抛出，滑块仍从斜面上无初速度释放，释放点至少应距A点多远。答案5.75m

返回课时精练对一对答案1234567题号123456

答案CDBDDA(1)1m

(2)0.2m题号7答案(1)3mg，方向竖直向下(2)0<h≤0.2R1234567基础落实练答案1.(多选)如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是A.甲图中，在火箭升空的过程中，若火箭匀速升空，则机械能守恒，若

火箭加速升空，则机械能不守恒B.乙图中的物体匀速运动，机械能守恒C.丙图中的小球在水平面内做匀速圆周

运动，机械能守恒D.丁图中的弹丸在光滑的碗里做复杂的

曲线运动，机械能守恒√√1234567答案甲图中，不论是匀速升空还是加速升空，由于推力都对火箭做正功，所以火箭的机械能都增加，故A错误；物体匀速上升，动能不变，重力势能增加，则机械能增加，故B错误；小球在水平面内做匀速圆周运动的过程中，细线的拉力不做功，机械能守恒，故C正确；弹丸在光滑的碗里做复杂的曲线运动，只有重力做功，所以弹丸的机械能守恒，故D正确。

√1234567答案1234567答案

3.如图所示，一轻质弹簧，下端与固定光滑斜面的底端相连，上端与斜面上的物体A相连，A处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过光滑轻质定滑轮，一端连接物体A，另一端连一轻钩。在挂钩上挂一物体B，开始时各段绳子都处于伸直状态，A上方的一段绳子与斜面平行，现从静止状态释放B，则在物体B向下运动的过程中(物体A不会和滑轮相碰，物体B不会和地面相碰)，下列说法正确的是A.物体B机械能守恒B.物体A和B组成的系统机械能守恒C.物体A和轻弹簧组成的系统机械能守恒D.物体A、物体B和轻弹簧三者组成的系统机械能守恒1234567√答案1234567答案物体B在下落的过程中，绳子的拉力对其做负功，机械能不守恒，故A错误；物体A和B组成的系统在运动过程中，弹簧弹力对系统做功，该系统机械能不守恒，故B错误；物体A和轻弹簧组成的系统在运动过程中，绳子拉力对系统做正功，该系统机械能不守恒，故C错误；物体A、物体B和轻弹簧三者组成的系统，在运动过程中，系统内只发生势能与动能之间的相互转化，该系统机械能守恒，故D正确。4.如图所示为某运动员做蹦床运动的简化示意图，A为运动员某次下落过程的最高点，B为运动员下落过程中刚接触蹦床时的位置，C为运动员下落过程的最低点。若A、B之间的竖直距离为h，B、C之间的竖直距离为Δx，运动员的质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是A.下落过程中运动员与蹦床组成的系统势能一直在减小B.从最高点A运动到最低点C，运动员的机械能守恒C.从B点至C点过程中，运动员的机械能守恒D.蹦床的最大弹性势能是mg(h+Δx)1234567答案√1234567答案不计空气阻力，运动员与蹦床组成的系统在整个运动过程中只有重力与弹力做功，蹦床与运动员组成的系统机械能守恒，运动员的动能在整个过程中先变大后变小，则运动员与蹦床组成的系统势能先变小后变大，故A错误；A至B，运动员先做自由落体运动，只有重力做功，运动员机械能守恒，从B运动到C，运动员速度先增大后减小，蹦床逐渐发生形变，蹦床弹力对运动员做负功，运动员和蹦床组成的系统机械能守恒，运动员的机械能不守恒，故B、C错误；下落至C点时蹦床弹性势能最大，以C点所在平面为零势能面，有Epm=mg(h+Δx)，D正确。5.(2021·海南卷·2)水上乐园有一末段水平的滑梯，人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中。如图所示，滑梯顶端到末端的高度H=4.0m，末端到水面的高度h=1.0m。取重力加速度g=10m/s2，将人视为质点，不计摩擦和空气阻力。则人的落水点到滑梯末端的水平距离为A.4.0m B.4.5m C.5.0m D.5.5m√1234567答案1234567答案

6.如图所示，光滑轨道ABCD固定在竖直平面内，BC段是圆心为O、半径为R=1m的四分之一圆弧，B点在O点的正上方。一质量为m的小球由A点静止下滑，最后从B点水平飞出，落在水平地面上的D点。已知O、D之间的距离为2R，小球可视为质点，重力加速度大小g取10m/s2，空气阻力忽略不计。(1)求A、B两点间的高度差；1234567答案能力综合练答案1m

1234567答案

(2)若小球从轨道AB上某点由静止释放后，沿着轨道运动至P点时脱离轨道，已知α=53°，求小球释放点与B点之间的高度差。(sin53°=0.8，cos53°=0.6)1234567答案答案0.2m1234567答案

7.为激发学生参与体育活动的兴趣，某学校计划修建用于滑板训练的场地。老师和同学们围绕物体在起伏地面上的运动问题，讨论并设计了如图所示的路面，其中AB是倾角为53°的斜面，凹圆弧

和凸圆弧的半径均为R，且D、F两点处于同一高度，B、E两点处于另一高度，整个路面无摩擦且各段之间平滑连接。在斜面AB上距离水平面BE高度为1234567答案h(未知量)的地方放置一个质量为m的小球(可