高考物理 提分特訓(xùn)專題培優(yōu) 第7講 機(jī)械能守恒定律.doc

第七講 機(jī)械能守恒定律一解題方法1.機(jī)械能守恒定律的各種表達(dá)形式 從守恒的角度,系統(tǒng)的初、末兩狀態(tài)機(jī)械能守恒，即，即 從轉(zhuǎn)化的角度 系統(tǒng)動(dòng)能的增加等于勢能的減少，即 從轉(zhuǎn)移的角度,系統(tǒng)中一部分物體機(jī)械能的增加等于另一部分物體機(jī)械能的減少，即 ； 2. 對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解： 機(jī)械能守恒定律的研究對(duì)象一定是系統(tǒng)，至少包括地球在內(nèi)。通常我們說“小球的機(jī)械能守恒”其實(shí)一定也就包括地球在內(nèi)，因?yàn)橹亓菽芫褪切∏蚝偷厍蛩灿械?。另外小球的?dòng)能中所用的v，也是相對(duì)于地面的速度。當(dāng)研究對(duì)象（除地球以外）只有一個(gè)物體時(shí)，往往根據(jù)是否“只有重力做功”來判定機(jī)械能是否守恒；當(dāng)研究對(duì)象（除地球以外）由多個(gè)物體組成時(shí)，往往根據(jù)是否“沒有摩擦和介質(zhì)阻力”來判定機(jī)械能是否守恒?！爸挥兄亓ψ龉Α辈坏扔凇爸皇苤亓ψ饔谩薄Ｔ谠撨^程中，物體可以受其它力的作用，只要這些力不做功，或所做功的代數(shù)和為零，就可以認(rèn)為是“只有重力做功”。二例題分析1.機(jī)械能守恒條件的判斷例題1. 圖所示的四個(gè)選項(xiàng)中，木塊均在固定的斜面上運(yùn)動(dòng)，其中圖a、b、c中的斜面是光滑的，圖d中的斜面是粗糙的，圖a、b中的力f為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所示，圖a、b、d中的木塊向下運(yùn)動(dòng)，圖c中的木塊向上運(yùn)動(dòng)。在這四個(gè)圖所示的運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒的是（ ）2.單個(gè)物體的機(jī)械能守恒定律問題例題2. 上海高考)如圖所示，abc和abd為兩個(gè)光滑固定軌道，a、b、e在同一水平面上，c、d、e在同一豎直線上，d點(diǎn)距水平面的高度為h，c點(diǎn)的高度為2h，一滑塊從a點(diǎn)以初速度v0分別沿兩軌道滑行到c或d處后水平拋出(1)求滑塊落到水平面時(shí)，落點(diǎn)與e點(diǎn)間的距離xc和xd；(2)為實(shí)現(xiàn)xc m，由細(xì)線掛著，今由靜止開始自由釋放，求小球升至最高點(diǎn)時(shí)兩球的速度？變式1. 如圖，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球a、b用不可伸長的細(xì)軟輕線連接，跨過固定在地面上、半徑為r的光滑圓柱，a的質(zhì)量為b的兩倍。當(dāng)b位于地面時(shí)，a恰與圓柱軸心等高。將a由靜止釋放，b上升的最大高度是 （ ）a2r b. 5r/3 c4r/3 d. 2r/3例題7. 如圖，質(zhì)量為m1的物體a經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上的質(zhì)量為m2的物體b相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，a、b都處于靜止?fàn)顟B(tài)。一條不可伸長的輕繩繞過輕滑輪，一端連物體a，另一端連一輕掛鉤。開始時(shí)各段繩都處于伸直狀態(tài)，a上方的一段繩沿豎直方向。現(xiàn)在掛鉤上升一質(zhì)量為m3的物體c并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，已知它恰好能使b離開地面但不繼續(xù)上升。若將c換成另一個(gè)質(zhì)量為（m1m2）的物體d，仍從上述初始位置由靜止?fàn)顟B(tài)釋放，則這次b剛離地時(shí)d的速度的大小是多少？（已知重力加速度為g）例題8. 如圖所示的木板由傾斜部分和水平部分組成，兩部分之間由一段圓弧面相連接在木板的中間有位于豎直面內(nèi)的光滑圓槽軌道，斜面的傾角為.現(xiàn)有10個(gè)質(zhì)量均為m、半徑均為r的均勻剛性球，在施加于1號(hào)球的水平外力f的作用下均靜止，力f與圓槽在同一豎直面內(nèi)，此時(shí)1號(hào)球球心距它在水平槽運(yùn)動(dòng)時(shí)的球心高度差為h.現(xiàn)撤去力f使小球開始運(yùn)動(dòng)，直到所有小球均運(yùn)動(dòng)到水平槽內(nèi)重力加速度為g.求：(1)水平外力f的大小；(2)1號(hào)球剛運(yùn)動(dòng)到水平槽時(shí)的速度；(3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，2號(hào)球?qū)?號(hào)球所做的功課后練習(xí)1. 我國“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在“24小時(shí)軌道”上繞地球運(yùn)行(即繞地球一圈需要24小時(shí))；然后，經(jīng)過兩次變軌依次到達(dá)“48小時(shí)軌道”和“72小時(shí)軌道”；最后奔向月球。如果按圓形軌道計(jì)算，并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則在每次變軌完成后與變軌前相比（ ） a衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢能減小b衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢能增大 c衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢能減小d衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢能增大2如圖所示，a、b兩球質(zhì)量相等，a球用不能伸長的輕繩系于o點(diǎn)，b球用輕彈簧系于o點(diǎn)，o與o點(diǎn)在同一水平面上，分別將a、b球拉到與懸點(diǎn)等高處，使繩和輕彈簧均處于水平，彈簧處于自然狀態(tài)，將兩球分別由靜止開始釋放，當(dāng)兩球達(dá)到各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，兩球仍處在同一水平面上，則() a兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，兩球動(dòng)能相等b兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，a球動(dòng)能較大c兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，b球動(dòng)能較大d兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，a球受到向上的拉力較大3如圖所示，一均質(zhì)桿長為r，從圖示位置由靜止開始沿光滑面abd滑動(dòng)，ab是半徑為r的圓弧，bd為水平面則當(dāng)桿滑到bd位置時(shí)的速度大小為()a. b. c. d24如圖所示，小車上有固定支架，一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球用輕質(zhì)細(xì)繩拴掛在支架上的o點(diǎn)處，且可繞o 點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，繩長為l.現(xiàn)使小車與小球一起以速度v0沿水平方向向左勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車突然碰到矮墻后，車立即停止運(yùn)動(dòng)，此后小球上升的最大高度可能是( )a大于 b小于c等于 d等于2l5 一物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能e與豎直高度h關(guān)系的圖象如圖所示，其中oh1過程的圖線為水平線，h1h2過程的圖線為傾斜直線根據(jù)該圖象，下列判斷正確的是( )a物體在oh1過程中除重力外不受其他力的作用b物體在oh1過程中只有重力做功其他力不做功c物體在h1h2過程中合外力與速度的方向一定相反d物體在oh2過程中動(dòng)能可能一直保持不變6從某一高處水平拋出一個(gè)物體，物體著地時(shí)的速度方向與水平方向成角不計(jì)空氣阻力，取地面為重力勢能的參考平面，則物體拋出時(shí)的動(dòng)能與重力勢能之比（）asin2 bcos2ctan2 dcot27 如圖所示，a、b兩小球由繞過輕質(zhì)定滑輪的細(xì)線相連，a放在固定的光滑斜面上，b、c兩小球在豎直方向上通過勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，c球放在水平地面上?，F(xiàn)用手控制住a，并使細(xì)線剛剛拉直但無拉力作用，并保證滑輪左側(cè)細(xì)線豎直、右側(cè)細(xì)線與斜面平行。已知a的質(zhì)量為4m，b、c的質(zhì)量均為m，重力加速度為g，細(xì)線與滑輪之間的摩擦不計(jì)，開始時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。釋放a后，a沿斜面下滑至速度最大時(shí)c恰好離開地面。下列說法正確的是（ ） a斜面傾角=30ba獲得最大速度為2gcc剛離開地面時(shí)，b的加速度最大d從釋放a到c剛離開地面的過程中，a、b兩小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒8. 如圖所示，光滑水平面ab與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在b點(diǎn)相接，導(dǎo)軌半徑為r. 一個(gè)質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至a點(diǎn)后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右速度后脫離彈簧，當(dāng)它經(jīng)過b點(diǎn)進(jìn)人導(dǎo)軌瞬間對(duì)導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍，之后向上運(yùn)動(dòng)恰能完成半個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)c點(diǎn).試求：(1) 彈簧開始時(shí)的彈性勢能。(2) 物體從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至c點(diǎn)克服阻力做的功。(3) 物體離開c點(diǎn)后落回水平面時(shí)的速度大小。9 如圖所示，光滑固定的豎直桿上套有一個(gè)質(zhì)量m0.4 kg的小物塊a，不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩通過固定在墻壁上、大小可忽略的定滑輪d，連接小物塊a和小物塊b，虛線cd水平，間距d1.2 m，此時(shí)連接小物塊a的細(xì)繩與豎直桿的夾角為37，小物塊a恰能保持靜止現(xiàn)在在小物塊b的下端掛一個(gè)小物塊q(未畫出)，小物塊a可從圖示位置上升并恰好能到達(dá)c處，不計(jì)摩擦和空氣阻力，cos370.8、sin370.6，重力加速度g取10 m/s2.求： (1)小物塊a到達(dá)c處時(shí)的加速度大?。?2)小物塊b的質(zhì)量；(3)小物塊q的質(zhì)量10（16分）（2012年5月江蘇淮安第四次調(diào)研）如圖所示，固定斜面ab、cd與豎直光滑圓弧bc相切于b、c點(diǎn)，兩斜面的傾角=37，圓弧bc半徑r=2m。一質(zhì)量m=1kg的小滑塊（視為質(zhì)點(diǎn)）從斜面ab上的p點(diǎn)由靜止沿斜面下滑，經(jīng)圓弧bc沖上斜面cd。已知p點(diǎn)與斜面底端b間的距離l1=6m，滑塊與兩斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為=0.25，g=10m/s2。求： （1）小滑塊第1次經(jīng)過圓弧最低點(diǎn)e時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力； （2）小滑塊第1次滑上斜面cd時(shí)能夠到達(dá)的最遠(yuǎn)點(diǎn)q（圖中未標(biāo)出）距c點(diǎn)的距離； （3）小滑塊從靜止開始下滑到第次到達(dá)b點(diǎn)的過程中在斜面ab上運(yùn)動(dòng)通過的總路程。11. 一輕質(zhì)桿oa，可繞o點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在桿的另一端a點(diǎn) 和中點(diǎn)b各固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球如圖所示.設(shè)桿長為l，開始時(shí)，桿靜止在水平位置上，釋放桿后，桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，a、b兩個(gè)小球的速度各是多少？12. 如圖所示，水平地面與一半徑為的豎直光滑圓弧軌道相接于b點(diǎn)，軌道上的c點(diǎn)位置處于圓心o的正下方距地面高度為的水平平臺(tái)邊緣上的a點(diǎn)，質(zhì)量為m的小球以的速度水平飛出，小球在空中運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)時(shí)，恰好沿圓弧軌道在該點(diǎn)的切線方向滑入軌道小球運(yùn)動(dòng)過程中空氣阻力不計(jì)，重力加速度為g ,試求： （1）b點(diǎn)與拋出點(diǎn)a正下方的水平距離x； （2）圓弧bc段所對(duì)的圓心角；（3）小球滑到c點(diǎn)時(shí)，對(duì)圓軌道的壓力13質(zhì)量為m=1kg的小物塊輕輕放在水平勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上的p點(diǎn)，隨傳送帶運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)后水平拋出，小物塊恰好無碰撞的沿圓弧切線從b點(diǎn)進(jìn)入豎直光滑的圓孤軌道下滑。b、c為圓弧的兩端點(diǎn)，其連線水平。已知圓弧半徑r=1.0m圓弧對(duì)應(yīng)圓心角，軌道最低點(diǎn)為o，a點(diǎn)距水平面