高考物理一轮 专题15 机械能守恒定律学案 新课标

1、2013年高三新课标物理一轮原创精品学案主题15机械能保存的法则教育目标：1.理解重力势的概念，了解重力功与重力势变化的关系2 .了解弹性势的概念，了解弹簧的弹性功与弹性势变化的关系3 .了解机械能守恒的规律，可以用来解决有关问题4 .理解工作和能量转换的对应关系本重点：1.机械能守恒定律的条件2 .机械能守恒定律的应用本文的难点：机械能守恒定律的应用试验点刻度盘：1.重力势能及其变化2 .机械能保存条件的判断3 .机械能守恒定律的应用4 .工作和能量转换的对应关系(功能关系)第一格2 .机械能量守恒定律：(1)内容：只有在工作时，才能做物体的工作。表达式：表达式，表达式，表达式【重难点说明】

2、二、高考要点精析(1)重力势能及其变化接到拨号点重力势Ep=mgh是相对的，公式中的h是相对于零势面的垂直高度差。 重力势能在正、负、零点的选择上不同，重力势能不同，但其变化是绝对的，与零点的选择无关重力势的变化量由重力功决定。 重力做正的工作，重力势减少重力做多少正确的工作，重力势能减少多少。 相反，重力做多少负的工作，重力势能增加多少。如图所示，刚性系数k1的轻量弹簧的两端按压(未连结)在质量m1、m2的块1、2上，刚性系数k2的轻量弹簧的上端按压(未连结)在块2上，下端按压(未连结)在台面上，系统整体处于平衡状态分析：如果修正初期状态的两块的高度变化，就可以修正重力的功，求出势能的变化。

3、初始状态：相对于k1，压缩量相对于k2，压缩量是最终状态：相对于k1，k2的伸长量正好为原长试验点精炼1 .在水平的地面上铺上n块砖，一块砖的质量是m，厚度是h，每块砖堆起来，至少要做的工作是(2)机械能保存条件的判断接到拨号点机械能保存条件是，没有摩擦和介质阻力，物体只发生动能和势能的相互转换，或者只有重力工作，只有重力势能和动能之间相互转换，没有与其他形式的转换。 只要弹簧的弹力工作，弹簧和物体这个系统就会在弹性势能和动能之间发生相互转换，而不会与其他形式的能量发生转换，系统满足机械能保存的要求。图2所示的四个选择中，木片都在固定的斜面上移动，其中图a、b、c的斜面平滑，图d的斜面粗糙，图

4、a、b的力f是木片受到的外力，方向如图中箭头所示，图a、b、d的木片向下移动，这四个图所示的运动机械能保存的条件是：只有重力工作，a、b是除重力工作，外力f工作，d是斜面粗糙，摩擦力工作，机械能也不保存，c是只有重力工作，机械能保存。试验点精炼2 .如图所示，块体和斜面都很光滑，在块体静止沿斜面滑动的过程中，块体的机械能是否保存了系统的机械能？第二格(3)机械能守恒定律的应用接到拨号点(1)机械能守恒定律的各种表现形式即；使用时，需要规定重力势的基准面。 中没有必要规定重力势的基准面。 因为重力势的变化量与基准面的选择无关。 特别是只要写出所有增加的机械能和减少的机械能，方程式就会自然列举出来

5、。(2)解题程序确定研究对象和研究过程。判断机械能是否保存。选择公式，用列式求解。如图所示，质量m-1的物体a经由轻量弹簧与下方地面的质量m-2的物体b连接，弹簧的刚性系数k、a、b都处于静止状态。 一根不能伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端与物体a相连，另一端与轻钩相连。 开始时各段的绳处于笔直伸长的状态，a上段的绳沿着垂直方向。 现在，已知钩使质量m3的物体c上升而从静止状态解除，正好可以使b离开地面，但不会持续上升。 即使将c置换为其他质量(m1 m2)的物体d，当从上述初始位置释放到静止状态时，此次的b刚离开地面后的d的速度的大小是多少，重力加速度是g，这是众所周知的。分析：开始时，a、b静止

6、，弹簧压缩量为x1，kx1=m1g 乘以c释放后，c向下移动，a向上移动，b离开地面时的弹簧伸长量为x2，有kx2=m2g b不再上升，此时a和c的速度为零，表示c下降到最低点。 由机械能保存，与初期状态相比，弹性势能的增加量E=m3g(x1 x2)-m1g(x1 x2) 如果将c置换为d，则b刚离开地面后的弹簧势能的增量与上次相同，由能量关系得到由式子得到由式得到(1)外力引起的总功等于物体动能的增量： w外=Ek，这就是动能定理。(2)重力功等于物体重力势能的增量： WG=-EP。(3)重力以外的力产生的功等于物体的机械能的增量： w其他=e，(w其他表示重力以外的力产生的功)。(4)由一

7、对相互作用的折动摩擦力产生的总功，等于系统增加的内能(摩擦发热):f d=Q(d是这两个物体间的相对移动的程度)。图例5为，一根轻弹簧的下端被固定，并站在水平面上。 在它正上方的a位置有一个小球。 小球从静止开始落下，在b位置与弹簧的上端接触，在c位置小球受到的弹力大小等于重力，在d位置小球速度减少到零。 在小球下降的阶段，下一个说法是正确的a乙cd在a.b位置小球动能最大在b.c位置小球动能最大从c.ac位置开始的小球重力势的减少比小球动能的增加大从d.ad位置开始的小球重力势的减少与弹簧弹性势的增加相等解析：小球动能的增加是通过配合外力进行工作来测量的，AC小球所受到的合力一直向下，对小球

8、有正功，使动能增加的CD球所受到的合力总是向上，因为对球有负功，使动能减少，所以b c是正确的，因为来自AC的小球重力势能的减少等于小球动能的增加和弹性势能的和。 a、d两位置的动能都为零，重力产生的正功等于弹力产生的负功，所以d是正确的。 选择b、c和d。试验点精炼(2)两球在平滑的水平面上运动时的速度v，因为b比从h自由滑下的速度大，所以增加的动能是杆对b做出正功的结果。 b增加的动能如下所示系统的机械能保存下来，棒做b球的功能和棒做a球的功能数值必须相等，棒做b球的正功能，对a负功能。 所以罗德给a球做的工作如下。(3)系统在斜面和水平面上运动时，a、b的运动状态相同，杆没有力，杆对a不

9、起作用的b球从斜面进入水平面，a球还在斜面上运动时，a、b的运动状态不同，在这个过程中杆对a球起作用。三、试点执行训练1 .如图所示，质量m的物体放置在水平的地面上，在物体上安装力系数k轻的弹簧，弹簧处于原来的长度时，用手拉其上端的p点慢慢向上移动，在物体离开地面向上移动之前，在这个过程中，如果p点的位移为h，则物体的重力势能米p型等于a.mghb .小于mgh大于c.mghd .无法确定2 .如图所示，在平滑的水平面上放置板，在板的左端放置物体，对物体施加水平一定力f，从静止处将物体从板的右端拉出。 第一块板子固定在地面上，第二块板子不固定时()fa .摩擦力的大小相同B.F的功相同c .摩

10、擦产生的热量相同d .物体得到的动能相同3 .如图所示，在水平台上的a点，质量m的物体以初始速度v0抛出，不修正空气阻力，到达b点时，物体的动能为()A.mv02 mgH B.mv02 mghc.mgh-mgh d.mv02毫克(h-h )h如图所示，粗细均匀，两端开口的u字管内装有同种液体，开始时两侧的液面高度差为h，管中的液柱全长为4h，然后使液体自由流动，两液面高度相等时，右侧液面下降的速度为()甲乙丙。7 .某物体进行变速直线运动时，以下说法不正确的是()a .如果改变物体速度的是重力，那么物体的机械能就不会改变b .如果改变物体速度的是摩擦力，物体的机械能一定会减少c .如果改变物体

11、速度的是摩擦力，则物体的机械能有可能增加d .在物体速度增加的过程中，物体的机械能一定增加8 .如果某人把原本静止在地面上的质量2kg的物体举起1m，使物体取1m/s的速度，设g=10m/s2，则在这个过程中，下面的说法是正确的()a .人做物体的工作是21JB .外力合起来做物体的工作是21Jc .配合外力对物体工作的20JD .物体的重力势能增加20J考试分数实行训练参考答案1 .如果在b开始时p点向上移动，弹力小于重力，则物体不离开地面，物体随着p点向上移动直到弹力等于重力，因此物体向上移动的距离小于p点向上移动的距离h，物体的重力势的增加量小于MgH。2.AC对物体施加水平一定的力f，

12、将物体从静止的位置拉出，当第一次板固定在地面上，第二次板未固定时，摩擦力的大小相同，但二次物体的对地位移不同，f的功不同，第二次板未固定时f的功多，物体摩擦产生的热等于相互作用的摩擦力和相对位移的乘积，两次相对位移相同，两次摩擦产生的热相同。 因此，本问题的选项a-c是正确的。5.ACD A球落地前以两个球整体为对象，根据牛顿第二定律，求加速度的方法是，从a正确释放到a球落地为止，根据机械能保存，有以下几种理解：两个球着地后弹不开，所以a、b两着地的水平距离s=vt=、b错误，c正确。绳子l做成b球的功等于b球得到的动能，W=，d是正确的。7 .如果改变BD物体速度的是重力，那么只会引起动能和重力势能的变化，物体的机械能