2027届新高考物理热点精准复习：机械能守恒定律中的连接体问题

2027届新高考物理热点精准复习机械能守恒定律中的连接体问题题型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.几种实际情境的分析(1)速率相等情境注意分析各个物体在竖直方向的高度变化。

(2)角速度相等情境

①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。②由v=ωr知,v与r成正比。(3)某一方向分速度相等情境(关联速度情境)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。

(4)含弹簧的系统机械能守恒问题①由于弹簧发生形变时会具有弹性势能,系统的总动能将发生变化,若系统除重力、弹簧弹力以外的其他力不做功,系统机械能守恒。②弹簧两端物体把弹簧拉伸至最长(或压缩至最短)时,两端的物体具有相同的速度,弹性势能最大。③对同一弹簧,弹性势能的大小由弹簧的形变量决定,弹簧的伸长量和压缩量相等时,弹簧的弹性势能相等。考向一速率相等情境典题1(多选)如图所示,一条不可伸长的轻绳跨过定滑轮,绳的两端各系一个小球A和B,B球的质量是A球的3倍。用手托住B球,使轻绳拉紧,A球静止于地面,不计空气阻力、定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦。已知重力加速度为g。由静止释放B球,到B球落地前的过程中,下列说法正确的是(

)A.B球重力势能的减少量等于两球动能的增加量B.轻绳拉力对A球做的功等于A球机械能的增加量C.B球重力势能的减少量大于A球机械能的增加量D.轻绳拉力对两小球的总冲量为零BC解析

B球落地前的过程中,B球的重力势能减小,A球的重力势能增大,两球的动能均增大,可知,B球重力势能的减少量等于两球动能的增加量与A球重力势能的增加量之和,故A错误;A球上升过程受到重力与轻绳拉力作用,轻绳拉力对A球做正功,根据功能关系可知,轻绳拉力对A球做的功等于A球机械能的增加量,故B正确;由选项A解析可知,B球重力势能的减少量等于两球动能的增加量与A球重力势能的增加量之和,即B球重力势能的减少量大于A球机械能的增加量,故C正确;对A球分析可知,轻绳拉力对A球冲量方向为竖直向上,对B球分析可知,轻绳拉力对B球冲量方向也为竖直向上,可知,轻绳拉力对两小球的总冲量不为零,故D错误。考向二角速度相等情境典题2

轻质直角支架两端分别连接质量均为m的小球A和B,支架的两直角边长度分别为2L和L,支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动。如图所示,开始时OA边与水平方向的夹角为θ,θ=37°。由静止释放A球,重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是(

)A.A、B两球线速度的大小始终相等B.A球速度最大时位于O点正下方C.A由静止释放至摆动到最低点的过程中,支架对A不做功D.A摆动到最低点位置时,杆对A做功的功率为0D

角速度恰好为0,即此时的线速度为0,动能为0,表明A恰好能够运动到最低点,此过程中,A的机械能减小,表明支架对A做负功,故C错误