2019版高考物理大一轮复习专题五机械能第3讲机械能守恒定律及其应用课件.ppt

1、第3 讲,机械能守恒定律及其应用,一、重力做功与重力势能 1重力做功的特点 (1)重力做功与_无关，只与始、末位置的_,有关,路径,高度差,(2)重力做功不引起物体_的变化,机械能,2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，重力势能就_； 重力对物体做负功，重力势能就_ (2) 定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势能的 _量即 WG(Ep2Ep1)Ep1Ep2_. (3) 重力势能的变化量是绝对 的 ， 与 参 考 面 的 选 取 _,减小,增大,减少,Ep,无关,【基础检测】 1自由下落的物体在下落过程中，其重力做功和重力势,能变化的情况为(,),A重力做正功，重

2、力势能减小 B重力做正功，重力势能增加 C重力做负功，重力势能减小 D重力做负功，重力势能增加 答案：A,二、弹性势能,1概念：发生_的物体(各部分)之间，由于有 弹力的相互作用，而具有的势能 2大小：与形变量及_有关 3弹力做功与弹性势能变化的关系 (1)弹力做正功，弹性势能_；弹力做负功，弹性,势能_,弹性形变,劲度系数,减小,增大,三、机械能守恒定律 1内容：在只有_做功的物体系统内，动 能和势能可以互相_，而总的机械能保持_ 2机械能守恒的条件：只有_或_做功,重力或弹力,转化,不变,重力,弹力,列依次进行的过程中，机械能不守恒的是(,【基础检测】 2如图 5-3-1 所示，用轻弹簧相

3、连的物块 A 和 B 放在光滑 的水平面上，物块 A 紧靠竖直墙壁，一颗子弹沿水平方向射入 物块 B 后留在其中，由子弹、弹簧和 A、B 所组成的系统在下,),图 5-3-1,. . .,A子弹射入物块 B 的过程,B物块 B 带着子弹向左运动，直到弹簧压缩量最大的过,程,C弹簧推着带子弹的物块 B 向右运动，直到弹簧恢复原,长的过程,D带着子弹的物块 B 因惯性继续向右运动，直到弹簧伸,长量达到最大的过程,答案：A,考点1,机械能守恒的条件及判断方法,重点归纳 1守恒条件 只有重力或系统内的弹力做功可以从两个方面理解： (1)只受重力作用例如在不考虑空气阻力的情况下的各种 抛体运动，物体的机

4、械能守恒 (2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功例 如物体沿光滑的曲面下滑，受重力和曲面的支持力作用，但曲 面的支持力不做功，物体的机械能守恒,2判断方法,(1)利用机械能的定义判断(直接判断)：若物体动能、势能,之和不变，机械能守恒,(2)利用守恒条件判断：若物体或系统只有重力(或内力的弹,力)做功，则机械能守恒,(3)用能量转化来判断：若物体或系统中只有动能和势能的 相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械 能守恒,【考题题组】 1(多选)如图 5-3-2 所示，下列关于机械能是否守恒的判,断正确的是(,),甲,乙,丙,丁,图 5-3-2,A甲图中，物体 A 将弹

5、簧压缩的过程中，物体 A 机械能,守恒,B乙图中，物体 A 固定，物体 B 沿斜面匀速下滑，物体 B,的机械能守恒,C丙图中，不计任何阻力和定滑轮质量时，A 加速下落，,B 加速上升过程中，A、B 组成的系统机械能守恒,D丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的,机械能守恒,答案：CD,考点2,单个物体的机械能守恒,重点归纳 1机械能守恒的三种表达式对比,（续表）,2.求解单个物体机械能守恒问题的基本思路 (1)选取研究对象物体,(2)根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，,判断机械能是否守恒,(3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末状,态时的机械能,(4)选取方

6、便的机械能守恒定律的方程形式(Ek1 Ep1 Ek2,Ep2、EkEp)进行求解,【考题题组】,图 5-3-3,A适当调整高度 h，可使小球从轨道最高点 M 飞出后，,恰好落在轨道右端口 N 处,B若 h2R，则小球在轨道最低点对轨道的压力为 5mg C只有 h 大于等于 2.5R 时，小球才能到达圆轨道的最高,点 M,D若 hR，则小球能上升到圆轨道左侧离地高度为 R 的,位置，该过程重力做功为 mgR,答案：BC,3(2016 年甘肃兰州诊断)如图 5-3-4 所示，竖直平面内的 一半径 R0.50 m 的光滑圆弧槽 BCD，B 点与圆心 O 等高，一 水平面与圆弧槽相接于 D 点，质量

7、m0.10 kg 的小球从 B 点正 上方 H0.95 m 高处的 A 点自由下落，由 B 点进入圆弧轨道， 从 D 点飞出后落在水平面上的 Q 点，DQ 间的距离 x2.4 m， 球从 D 点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度 h 0.80 m，g 取 10 m/s2，不计空气阻力，求：,(1)小球经过 C 点时轨道对它的支持力大小 FN. (2)小球经过最高点 P 的速度大小 vP. (3)D 点与圆心 O 的高度差 hOD.,图 5-3-4,考点3,多个物体的机械能守恒定律的应用,重点归纳 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 2注意寻找用绳或杆

8、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EkEp 或EA EB 的形式,【考题题组】 4(多选，2015 年新课标卷)如图 5-3-5 所示，滑块 a、b 的质量均为 m，a 套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距 h， b 放在地面上，a、b 通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运,),动不计摩擦，a、b 可视为质点，重力加速度大小为 g.则( 图 5-3-5,解析：首先，把 a、b 看成一个系统，运动中机械能守恒， b 先加速后减速，a 到达地面时 b 速度为 0，故杆对 b 先做正功 后做负功，A 错误；根据系统机械能守恒，a 的重力势能的减,确；a 下落时，开始

9、受到沿杆向上的支持力，a 的加速度小于 g， 后来受杆的沿杆向下的拉力，此时 a 的加速度大于 g，C 错误； a 刚开始的一段下落过程中杆对 a 做负功，a 的机械能减少，a 的机械能最小时杆对 a 的作用力为 0，此时杆对 b 也没有力的 作用，故 b 对地面的压力大小为 mg，D 正确,答案：BD,5(2017 年山东济南质检)如图 5-3-6 所示，跨过同一高度 处的定滑轮的细线连接着质量相同的物体 A 和 B，A 套在光滑 水平杆上，定滑轮离水平杆的高度 h0.2 m，开始时让连着 A 的细线与水平杆的夹角137，由静止释放B，当细线与水平 杆的夹角253时，A 的速度为多大？在以后

10、的运动过程中， A 所获得的最大速度为多大？(设 B 不会碰到水平杆，sin 37 0.6，sin 530.8，取 g10 m/s2),图 5-3-6,由于绳子的拉力对 A 做正功，使 A 加速，至左滑轮正下方 时速度最大，此时 B 的速度为零，此过程 B 下降高度设为 h2， 则由机械能守恒定律得,模型,用机械能守恒定律解决非质点问题,重点归纳 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看成质点来处 理 物体虽然不能看成质点来处理，但因只有重力做功，物体 整体机械能守恒一般情况下，可将

11、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,例题：如图 5-3-7 所示，AB 为光滑的水平面，BC 是倾角 为的足够长的光滑斜面，斜面体固定不动AB、BC 间用一小 段光滑圆弧轨道相连一条长为 L 的均匀柔软链条开始时静止 放在 ABC 面上，其一端 D 至 B 的距离为 La.现自由释放链条， 则：,图 5-3-7,(1)链条下滑过程中，系统的机械能是否守恒？简述理由 (2)链条的 D 端滑到 B 点时，链条的速率为多大？,解：(1)链条在下滑过程中机械能守恒，因为斜面 BC 和 AB 面均光滑，链条下滑时只有重力做功，符合机械能守恒的条件 (2)设链条质量为 m，可以认为始末状态的重力势能变化是 由 La 段下降引起的，