2027届新高考物理热点精准复习 机械能守恒定律及其应用

2027届新高考物理热点精准复习机械能守恒定律及其应用考点一机械能守恒的判断强基础•教考衔接一、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

。路径高度差机械能mgh地球有关无关3.重力做功与重力势能变化的关系(1)定性关系:重力对物体做正功,重力势能

,重力对物体做负功,重力势能

,(2)定量关系:WG=

=

。减小增大Ep1-Ep2-ΔEp

弹性形变减小增大-ΔEp动能势能保持不变Ek1+Ep1重力弹力√××√研考点•精准突破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,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。典题1(2026福建高三模拟)关于下列四幅图中的情境(均不计空气阻力),下列说法正确的是(

)A.甲图中,火箭点火升空的过程中,机械能守恒B.乙图中,在匀速转动的摩天轮中的游客机械能守恒C.丙图中,被运动员掷出的铅球在飞行过程中,铅球的机械能守恒D.丁图中,运动员撑竿向上的过程中,运动员的机械能一直守恒C解析

甲图中,火箭点火升空的过程中,动能和重力势能均增加,机械能增加,故A错误;乙图中,在匀速转动的摩天轮中的游客,其动能不变,重力势能发生变化,所以游客的机械能不守恒,故B错误;丙图中,被运动员掷出的铅球在飞行过程中,由于不计空气阻力,只有重力对铅球做功,铅球的机械能守恒,故C正确;丁图中,运动员撑竿向上的过程中,由于竿的弹力对运动员做功,运动员的机械能不守恒,故D错误。典题2(多选)在下列四种物理过程的示意图中,甲图中一端固定有小球的轻杆从右偏上30°角释放后绕光滑支点摆动;乙图中轻绳一端连着一小球,从右偏上30°角处自由释放;丙图中物体A正在压缩弹簧;丁图中不计任何阻力和定滑轮质量,B加速下落,C加速上升。关于这几个物理过程(空气阻力忽略不计),下列判断正确的是(

)A.甲图中小球机械能守恒B.乙图中小球机械能守恒C.丙图中物体A的机械能守恒D.丁图中B、C组成的系统机械能守恒AD解析

甲图过程中轻杆对小球不做功,只有重力做功,小球的机械能守恒,故A正确;乙图过程中小球在绳子绷紧的瞬间有动能损失,机械能不守恒,故B错误;丙图中物体A和弹簧组成的系统机械能守恒,物体A受到弹簧的弹力,则物体A机械能不守恒,故C错误;丁图中绳子拉力对B做负功,对C做正功,代数和为零,B、C组成的系统机械能守恒,故D正确。考点二单个物体机械能守恒问题研考点•精准突破1.表达式

2.应用机械能守恒定律解题的一般步骤

考向一机械能守恒定律的简单应用典题3(2025全国卷)如图,撑竿跳高运动中,运动员经过助跑、撑竿起跳,最终越过横杆。若运动员起跳前助跑速度为10m/s,则理论上运动员助跑获得的动能可使其重心提升的最大高度为(重力加速度取10m/s2)(

)A.4m B.5m C.6m D.7mB

考向二机械能守恒定律与圆周运动的综合典题4

[一题多变](2024全国甲卷)如图所示,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C

考点三非质点类物体的机械能守恒研考点•精准突破在应用机械能守恒定律处理实际问题时,经常遇到像“链条”“液柱”类的物体,其在运动过程中将发生形变,其重心位置相对物体也发生变化,因此这类物体不能再当成质点来处理。物体虽然不能当成质点来处理,但因只有重力做功,物体整体机械能守恒。一般情况下,可将物体分段处理,确定质量分布均匀的规则物体各部分的重心位置,根据初、末状态物体重力势能的变化列式求解。考向一绳索、链条类物体的机械能守恒典题5(2025湖南常德三模)如图甲所示,光滑平台上放着一根均匀链条,其中三分之一的长度悬垂在平台台面以下,由静止释放链条。已知整根链条的质量为m,链条悬垂的长度为l,台面高度为2l。如果在链条的悬垂端接一质量也为m的小球(直径相对链条长度可忽略不计),如图乙所示,依旧由静止释放链条,平台右边有光滑曲面D来约束链条,重力加速度为g,

A

A

考向三多个小球类的机械能守恒典题7(多选)(2025河北沧州模拟)如图所示的木板由倾角为θ的倾斜部分和水平部分组成,两部分之间由一段小圆弧面相