6.3+机械能守恒定律及其应用+课件+-2027届高考物理一轮复习

第28课时机械能守恒定律及其应用√√××√解析

1.√

重力势能的大小与零势能面的选取有关。当选取物体所处高度为零势能面时,其重力势能为零。2.√

机械能包括动能和势能。例如物体在有摩擦的斜面下滑时,速度增大(动能增大),但摩擦生热导致总机械能减小。3.×

若存在除重力以外的力做功,机械能可能不守恒。4.×

若为静摩擦力且不做功(如物体静止在斜面上),则机械能可能不变。只有滑动摩擦力或做功的静摩擦力才会引起机械能变化。5.√

机械能守恒的条件是只有重力或系统内弹力做功。当只发生动能和势能的相互转化时,正说明满足该条件,机械能守恒。考点一对机械能守恒的理解与判断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=

=

。

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重力弹力典例1

关于机械能守恒下列说法正确的是(

)A.若物体(或系统)所受到的合外力为零,则机械能一定守恒B.若合外力对物体(或系统)做功为零,则机械能一定守恒C.飞船在椭圆轨道上稳定运行时机械能不守恒D.做匀加速运动的物体,其机械能可能守恒解析

若物体(或系统)所受到的合外力为零,则机械能不一定守恒,例如竖直方向匀速运动的物体,选项A错误;若合外力对物体(或系统)做功为零,则机械能不一定守恒,例如竖直方向匀速运动的物体,选项B错误;飞船在椭圆轨道上稳定运行时,只有地球的引力做功,则机械能守恒,选项C错误;做匀加速运动的物体,其机械能可能守恒,例如自由落体运动,选项D正确。D考点二单个物体的机械能守恒问题应用机械能守恒定律解决问题的基本思路典例2

质量为m的足球在位置1被踢出后落到位置3,在空中位置2达到最高点,整个运动的轨迹如图所示。则足球(

)A.上升过程机械能增大B.下降过程机械能减小C.位置1与3的速度大小相等D.上升和下降经历的时间相等B

D

考点三系统机械能守恒问题1.解决多物体系统机械能守恒的注意点(1)对多个物体组成的系统,要注意判断物体运动过程中系统的机械能是否守恒。一般情况为不计空气阻力和一切摩擦,系统的机械能守恒。(2)注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关系。(3)列机械能守恒方程时,一般选用ΔEk=-ΔEp或ΔEA=-ΔEB的形式。2.轻绳连接的物体系统分析

常见情境

三点提醒(1)分清两物体是速度大小相等,还是沿绳方向的分速度大小相等;(2)用好两物体的位移大小关系或竖直方向高度变化的关系;(3)对于单个物体,一般绳上的力要做功,机械能不守恒;但对于绳连接的系统,机械能则可能守恒3.轻杆连接的物体系统分析

常见情境

三大特点(1)平动时两物体线速度相等,转动时两物体角速度相等;(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)对于杆和球组成的系统,忽略空气阻力和各种摩擦且没有其他力对系统做功,则系统机械能守恒4.某一方向分速度相等的问题分析

两物体速度的关联实质:沿绳(或沿杆)方向的分速度大小相等。考向1

速度关联的连接体问题典例3

如图所示,A物体用板托着,离地高度h=8.0m,轻质细绳通过光滑定滑轮与A、B相连,绳子处于绷直状态。已知A物体质量M=6.0kg,B物体质量m=4.0kg,现将板抽走,A将拉动B上升,设A着地后不反弹,B上升过程中不会碰到定滑轮,g取10m/s2。求:(1)A着地时,B的速度大小;(2)B物体在上升过程中离地面的最大高度。

考向3

分速度相等的问题典例5

如图所示,一轻绳通过无摩擦的小定滑轮O与小球B连接,另一端与套在光滑竖直杆上的小物块A连接,杆两端固定且足够长。物块A在某位置由静止释放后,先沿杆向上运动,经过图示位置时物块A的速度大小为vA,小球B的速度大小为vB,轻绳与杆的夹角为θ,则(

)A.vBcosθ=vAB.运动过程绳的拉力大小始终等于B的重力C.小球B减小的重力势能等于物块A和小球B增加的动能D.当物块A上升到与滑轮等高时,它的机械能最大D解析

将物块A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向,在沿绳子方向的分速度等于B的速度,则有vB=vAcos

θ,故A错误;物块A在某位置由静止释放后,在B向下运动的过程中,由于vB=vAcos

θ,当θ=90°时,则B的速度为0,所以B的速度一定是先增大后减小,可知B先向下加速后向下减速,加速度方向先向下后向上,拉力先小于B的重力后大于B的重力,故B错误;A、B组成的系统机械能守恒,小球B减小的重力势能等于A、B动能的增加量和A重力势能增加量之和,故C错误;除重力以外其他力做的功等于机械能的增量,物块A上升到与滑轮等高前,拉力做正功,A的机械能增加,物块A继续上升,拉力做负功,A的机械能减小,所以A上升到与滑轮等高时,A的机械能最大,故D正确。考点四含弹簧类机械能守恒问题模型特点由轻弹簧连接的物体系统,一般既有重力做功又有弹簧弹力做功,这时系统内物体的动能、重力势能和弹簧的弹性势能相互转化,而总的机械能守恒两点提醒①对同一弹簧,弹性势能的大小由弹簧的形变量完全决定,无论弹簧伸长还是压缩;②物体运动的位移与弹簧的形变量或形变量的变化量有关

D

对点演练2

如图所示,轻弹簧一端连接小球,另一端