高三物理高考第一輪單元復(fù)習(xí)

1、高三物理高考第一輪單元復(fù)習(xí)機(jī)械能守恒定律課時(shí)安排：2課時(shí)教學(xué)目標(biāo)：1理解重力勢(shì)能的概念，知道重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系2理解彈性勢(shì)能的概念，知道彈簧的彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系3理解機(jī)械能守恒定律，并能應(yīng)用其解決有關(guān)問題4理解做功與能量轉(zhuǎn)化的對(duì)應(yīng)關(guān)系本講重點(diǎn)：1機(jī)械能守恒定律的條件2機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用本講難點(diǎn)：機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用考點(diǎn)點(diǎn)撥：1重力勢(shì)能及其變化2機(jī)械能守恒條件的判斷3機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用4做功與能量轉(zhuǎn)化的對(duì)應(yīng)關(guān)系（功能關(guān)系）第一課時(shí)一、考點(diǎn)掃描（一）知識(shí)整合1機(jī)械能（1）勢(shì)能：由物體間的_和物體間的_決定的能量叫做勢(shì)能。（2）重力勢(shì)能：定義：地球上的物體由具有跟它的_有關(guān)的

2、能量叫重力勢(shì)能，是物體和地球共有的。表達(dá)式Ep=_.重力勢(shì)能Ep=mgh是相對(duì)的，式中的h是_；它隨選擇的_不同而不同，要說明物體具有多少重力勢(shì)能，首先要指明參考點(diǎn)(即零點(diǎn))而重力勢(shì)能的變化與零重力勢(shì)能面的選取_。重力勢(shì)能是物體和地球這一系統(tǒng)共同所有，單獨(dú)一個(gè)物體談不上具有勢(shì)能即：如果沒有地球，物體談不上有重力勢(shì)能平時(shí)說物體具有多少重力勢(shì)能，是一種習(xí)慣上的簡(jiǎn)稱重力勢(shì)能是_量，它沒有方向但是重力勢(shì)能有正、負(fù)此處正、負(fù)不是表示方向，而是表示比零點(diǎn)的能量狀態(tài)高還是低勢(shì)能大于零表示比零點(diǎn)的能量狀態(tài)高，勢(shì)能小于零表示比零點(diǎn)的能量狀態(tài)低零點(diǎn)的選擇不同雖對(duì)勢(shì)能值表述不同，但對(duì)物理過程沒有影響即勢(shì)能是相對(duì)的，

3、勢(shì)能的變化是絕對(duì)的，勢(shì)能的變化與零點(diǎn)的選擇無關(guān)重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系：_.可以證明，重力做功與路徑無關(guān)，由物體所受的重力和物體初、末位置所在水平面的高度差決定，即：WG=mgh所以重力做的功等于重力勢(shì)能增量的負(fù)值，即WG= -Ep(3)彈性勢(shì)能：物體因發(fā)生_而具有的勢(shì)能叫做彈性勢(shì)能。彈性勢(shì)能的大小與_，彈簧的_，彈簧的彈性勢(shì)能越大。（4）機(jī)械能：物體的_統(tǒng)稱為機(jī)械能2機(jī)械能守恒定律：（1）內(nèi)容：在只有_做功的情況下，物體的_發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能保持不變。（2）表達(dá)式：_或_。【重難點(diǎn)闡釋】1對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解：（1）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

4、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?shì)能就是小球和地球所共有的。另外小球的動(dòng)能中所用的v，也是相對(duì)于地面的速度。（2）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。（3）“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。在該過程中，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”。2對(duì)機(jī)械能守恒條件的認(rèn)識(shí)如果沒有摩擦和介質(zhì)阻力，物體只發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化時(shí)，機(jī)械能的總量保持不變，這就是機(jī)械能守恒定

5、律沒有摩擦和介質(zhì)阻力，這是守恒條件具體的講，如果一個(gè)物理過程只有重力做功，是重力勢(shì)能和動(dòng)能之間發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，沒有與其它形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能總和保持不變?nèi)绻挥袕椈傻膹椓ψ龉Γ瑥椈膳c物體這一系統(tǒng)，彈性勢(shì)能與動(dòng)能之間發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，不與其它形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化，所以彈性勢(shì)能和動(dòng)能總和保持不變分析一個(gè)物理過程是不是滿足機(jī)械能守恒，關(guān)鍵是分析這一過程中有哪些力參與了做功，這一力做功是什么形式的能轉(zhuǎn)化成什么形式的能如果只是動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，而沒有與其它形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化，則機(jī)械能總和不變?nèi)绻麤]有力做功，不發(fā)生能的轉(zhuǎn)化，機(jī)械能當(dāng)然也不發(fā)生變化二、高考要點(diǎn)精析（一）重力勢(shì)能及其變化考點(diǎn)點(diǎn)撥重力

6、勢(shì)能Ep=mgh是相對(duì)的，式中的h是相對(duì)于零勢(shì)能面的豎直高度差。重力勢(shì)能有正、負(fù)零點(diǎn)的選擇不同，重力勢(shì)能不同，但其變化是絕對(duì)的，與零點(diǎn)的選擇無關(guān)重力勢(shì)能的變化量決定于重力做功。重力做正功，重力勢(shì)能減少；重力做多少正功，重力勢(shì)能就減少多少。反之，重力做多少負(fù)功，重力勢(shì)能就增加多少。【例1】如圖所示，勁度系數(shù)為k1的輕質(zhì)彈簧兩端分別與質(zhì)量為m1，m2的物塊1、2拴接，勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧上端與物塊2拴接，下端壓在桌面上（不拴接），整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)施力將物塊1緩慢地豎直上提，直到下面那個(gè)彈簧的下端剛脫離桌面.在此過程中，物塊2的重力勢(shì)能增加了_，物塊1的重力勢(shì)能增加了_。解析：只要計(jì)算出

7、初末狀態(tài)兩物塊的高度變化，就可以算出重力做的功，進(jìn)而求得勢(shì)能的變化。初態(tài)：對(duì)k1，壓縮量為；對(duì)k2，壓縮量為末態(tài)：對(duì)k1，伸長量為；對(duì)k2，恰為原長物塊2上升的高度為所以，物塊2增加的重力勢(shì)能為m2 g2物塊1上升的高度為所以，物塊2增加的重力勢(shì)能為 m1（m1+m2）（）g2【答案】m2 g2； m1（m1+m2）（）g2考點(diǎn)精煉1在水平地面上鋪著n塊磚，每塊磚的質(zhì)量為m，厚度為h，如將磚一塊一塊地疊放起來，至少需做的功為_。（二）機(jī)械能守恒條件的判斷考點(diǎn)點(diǎn)撥機(jī)械能守恒條件是：沒有摩擦和介質(zhì)阻力，物體只發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化；或者說只有重力做功，只有重力勢(shì)能和動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化，沒有與其它形

8、式能的轉(zhuǎn)化。如果只有彈簧的彈力做功，彈簧與物體這一系統(tǒng)，彈性勢(shì)能與動(dòng)能之間發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，不與其它形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)滿足機(jī)械能守恒。【例2】如圖所示的四個(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)械能守恒的是解析：機(jī)械能守恒的條件是：只有重力做功，A、B除去重力做功外，還有外力F做功，D因?yàn)樾泵娲植?，摩擦力做功，機(jī)械能也不守恒， C中只有重力做功，機(jī)械能守恒?？键c(diǎn)精煉2如圖物塊和斜面都是光滑的，物塊從靜止沿斜面下

9、滑過程中，物塊機(jī)械能是否守恒？系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒？第二課時(shí)（三）機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用考點(diǎn)點(diǎn)撥（1）機(jī)械能守恒定律的各種表達(dá)形式，即； 點(diǎn)評(píng)：用時(shí)，需要規(guī)定重力勢(shì)能的參考平面。用時(shí)則不必規(guī)定重力勢(shì)能的參考平面，因?yàn)橹亓?shì)能的改變量與參考平面的選取沒有關(guān)系。尤其是用，只要把增加的機(jī)械能和減少的機(jī)械能都寫出來，方程自然就列出來了。（2）解題步驟確定研究對(duì)象和研究過程。判斷機(jī)械能是否守恒。選定一種表達(dá)式，列式求解。【例3】如圖所示，半徑為的光滑半圓上有兩個(gè)小球，質(zhì)量分別為，M>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？解析：球沿半圓弧運(yùn)動(dòng)，繩長不變，兩球通過的路程相等，

10、上升的高度為；球下降的高度為；對(duì)于系統(tǒng)，由機(jī)械能守恒定律得： ；【例4】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?，F(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。解析：開始時(shí)，A、B靜止，設(shè)彈簧壓縮量為x1，有 kx1m1g 掛C并釋放

11、后，C向下運(yùn)動(dòng)，A向上運(yùn)動(dòng)，設(shè)B剛要離地時(shí)彈簧伸長量為x2，有 kx2m2g B不再上升，表示此時(shí)A和C的速度為零，C已降到其最低點(diǎn)。由機(jī)械能守恒，與初始狀態(tài)相比，彈簧性勢(shì)能的增加量為Em3g(x1x2)m1g(x1x2) C換成D后，當(dāng)B剛離地時(shí)彈簧勢(shì)能的增量與前一次相同，由能量關(guān)系得 由式得 由式得 考點(diǎn)精煉3hAB如圖所示，傾角為的光滑斜面上放有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A和B，兩球之間用一根長為L的輕桿相連，下面的小球B離斜面底端的高度為h。兩球從靜止開始下滑，不計(jì)球與地面碰撞時(shí)的機(jī)械能損失，且地面光滑，求：（1）兩球在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大?。唬?）此過程中桿對(duì)A球所做的功；（3）分析

12、桿對(duì)A球做功的情況。4如圖所示，一根長為1m，可繞軸在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)的細(xì)桿，兩端分別固定質(zhì)量相等的兩個(gè)球，已知OA=0.6m。現(xiàn)由水平位置自由釋放，求輕桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)兩球的速度？（四）做功與能量轉(zhuǎn)化的對(duì)應(yīng)關(guān)系（功能關(guān)系）考點(diǎn)點(diǎn)撥做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程，功是能量轉(zhuǎn)化的量度。能量守恒和轉(zhuǎn)化定律是自然界最基本的定律之一。而在不同形式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化的過程中，功扮演著重要的角色。需要強(qiáng)調(diào)的是：功是過程量，它和一段位移（一段時(shí)間）相對(duì)應(yīng)；而能是一種狀態(tài)量，它和一個(gè)時(shí)刻相對(duì)應(yīng)。兩者的單位是相同的（都是J），但不能說功就是能，也不能說“功變成了能”。（1）外力做的總功等于物體動(dòng)能的增量：W外=

13、Ek，這就是動(dòng)能定理。（2）重力做的功等于物體重力勢(shì)能的增量：WG= -EP。（3）重力以外的其他力做的功等于物體機(jī)械能的增量：W其它=E，（W其它表示除重力以外的其它力做的功）。（4）一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力做的總功，等于系統(tǒng)增加的內(nèi)能（摩擦生熱）：f d=Q（d為這兩個(gè)物體間相對(duì)移動(dòng)的路程）?！纠?】如圖所示，一根輕彈簧下端固定，豎立在水平面上。其正上方A位置有一只小球。小球從靜止開始下落，在B位置接觸彈簧的上端，在C位置小球所受彈力大小等于重力，在D位置小球速度減小到零。小球下降階段下列說法中正確的是ABCDA在B位置小球動(dòng)能最大B在C位置小球動(dòng)能最大C從AC位置小球重力勢(shì)能的減少大于小

14、球動(dòng)能的增加D從AD位置小球重力勢(shì)能的減少等于彈簧彈性勢(shì)能的增加解析：小球動(dòng)能的增加用合外力做功來量度，AC小球受的合力一直向下，對(duì)小球做正功，使動(dòng)能增加；CD小球受的合力一直向上，對(duì)小球做負(fù)功，使動(dòng)能減小，所以B正確。從AC小球重力勢(shì)能的減少等于小球動(dòng)能的增加和彈性勢(shì)能之和，所以C正確。A、D兩位置動(dòng)能均為零，重力做的正功等于彈力做的負(fù)功，所以D正確。選B、C、D。考點(diǎn)精煉5質(zhì)量為m的物體在豎直向上的恒力F作用下減速上升了H，在這個(gè)過程中，下列說法中正確的有A物體的重力勢(shì)能增加了mgH B物體的動(dòng)能減少了FHC物體的機(jī)械能增加了FH D物體重力勢(shì)能的增加小于動(dòng)能的減少6質(zhì)量為m的物體，在距地

15、面為h的高處，以的加速度由靜止開始豎直下落到地面的過程中，下列說法正確的是A物體的重力勢(shì)能減少B物體的機(jī)械能減少了C物體的動(dòng)能增加了D重力做的功mgh考點(diǎn)精煉參考答案1n（n1）mgh 2解：以物塊和斜面系統(tǒng)為研究對(duì)象，很明顯物塊下滑過程中系統(tǒng)不受摩擦和介質(zhì)阻力，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒。物塊下滑過程中，斜面向左運(yùn)動(dòng)，即斜面的機(jī)械能將增大，故物塊的機(jī)械能一定減少。3解析：（1）由于不計(jì)摩擦及碰撞時(shí)的機(jī)械能損失，因此兩球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。兩球在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小相等，設(shè)為v，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：解得：（2）因兩球在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v比B從h處自由滑下的速度大，增加的動(dòng)能就是桿對(duì)B

16、做正功的結(jié)果。B增加的動(dòng)能為：因系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，所以桿對(duì)B球做的功與桿對(duì)A球做的功的數(shù)值應(yīng)該相等，桿對(duì)B球做正功，對(duì)A做負(fù)功。所以桿對(duì)A球做的功為：。（3）當(dāng)系統(tǒng)在斜面和水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，A、B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同，桿中無作用力，桿對(duì)A不做功；當(dāng)B球從斜面進(jìn)入水平面，而A球仍在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，A、B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，此過程中桿對(duì)A球做功。4解析：球在同一桿上具有相同的角速度，組成一個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)重力勢(shì)能的改變量等于動(dòng)能的增加量，選取水平位置為零勢(shì)能面，則：解得：vA=1.65m/s，vB=1.1m/s5A C 6BCD 物體的加速度為，說明物體除受重力以外，必須受一個(gè)阻力，由牛頓第二定律得該力的大小為。合

17、外力的大小為。重力做的功等于重力勢(shì)能的減少，大小為mgh。合外力做的功等于動(dòng)能的增量，大小為。阻力（除重力以外的力）做的功等于機(jī)械能的變化量，大小為。三、考點(diǎn)落實(shí)訓(xùn)練1如圖所示，質(zhì)量為M的物體放在水平地面上，物體上方安裝一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，在彈簧處于原長時(shí)，用手拉著其上端P點(diǎn)緩慢地向上移動(dòng)，直到物體脫離地面向上移動(dòng)一段距離，在這一過程中，P點(diǎn)的位移為H，則物體重力勢(shì)能的增加量（ ）MPA等于MgHB小于MgHC大于MgHD無法確定2如圖所示，在光滑水平面上放一木板；木板的左端放一物體，對(duì)物體施加一水平恒力F，將物體由靜止開始直到從木板右端拉出。如果第一次木板被固定在地面上，第二次木板未被固

18、定，則這兩種情況下（ ）FA摩擦力大小相同 BF做的功相同C摩擦產(chǎn)生的熱相同D物體獲得的動(dòng)能相同3如圖所示，在水平臺(tái)面上的A點(diǎn)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出，不計(jì)空氣阻力，當(dāng)它到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，物體的動(dòng)能為（ ）Amv02mgH Bmv02mghCmgHmgh Dmv02mg(Hh)h4如圖所示，粗細(xì)均勻，兩端開口的U形管內(nèi)裝有同種液體，開始時(shí)兩邊液面高度差為h，管中液柱總長度為4h，后來讓液體自由流動(dòng)，當(dāng)兩液面高度相等時(shí)，右側(cè)液面下降的速度為 （ ）A B C D5如圖所示，質(zhì)量均為m的小球A、B用長為L的細(xì)線相連，放在高為h的光滑水平桌面上（L2h），A球剛好在桌邊。從靜止釋放兩球，若A

19、、B兩球落地后均不再彈起，則下面說法中正確的是（ ）hLABAA球落地前的加速度為BB球到達(dá)桌邊的速度為CA、B兩落地的水平距離為hD繩L對(duì)B球做的功為6質(zhì)量不計(jì)的直角形支架兩端分別連接質(zhì)量為m和2m的小球A和B。支架的兩直角邊長度分別為2l和l，支架可繞固定軸O在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示。開始時(shí)OA邊處于水平位置，由靜止釋放，則 （ ）Bm2m2llAOAA球的最大速度為2BA球的速度最大時(shí)，兩小球的總重力勢(shì)能最小CA球的速度最大時(shí)，兩直角邊與豎直方向的夾角為45ºDA、B兩球的最大速度之比v1v2=217某物體做變速直線運(yùn)動(dòng)，則下列說法中不正確的是（ ）A若改變物體速度的是

20、重力，物體的機(jī)械能不變B若改變物體速度的是摩擦力，物體的機(jī)械能必定減少C若改變物體速度的是摩擦力，物體的機(jī)械能可能增加D在物體速度增加的過程中，物體的機(jī)械能必定增加8某人把原來靜止于地面上的質(zhì)量為2kg的物體向上提起1m，并使物體獲得1m/s的速度，取g=10m/s2，則這過程中下列說法中正確的是（ ）A人對(duì)物體做的功為21JB合外力對(duì)物體做的功為21JC合外力對(duì)物體做功20JD物體的重力勢(shì)能增加20J考點(diǎn)落實(shí)訓(xùn)練參考答案1B 開始時(shí)P點(diǎn)向上移動(dòng)，若彈力小于重力，物體不會(huì)離開地面，直到彈力等于重力后物體才隨P點(diǎn)向上移動(dòng)，所以物體向上移動(dòng)的距離小于P點(diǎn)向上移動(dòng)的距離H，物體重力勢(shì)能的增加量小于MgH。2AC 對(duì)物體施加一水平恒力F，將物體由靜止開始直到從木板右端拉出，如果第一次木板被固定在地面上，第二次木板未被固定，這兩種情況下摩擦力大小相同，但兩次物體對(duì)地的位移不同，F(xiàn)做的功不同，第二次木板未被固定時(shí)F做的功多，物體獲得的動(dòng)能大。摩擦產(chǎn)生的熱等于相互作用的摩擦力與相對(duì)位移的乘積，兩次的相對(duì)位移相同，兩次摩擦產(chǎn)生的熱量相同。所以，本題