2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)-第5章-第3課時-機(jī)械能守恒定律-能的轉(zhuǎn)化和守恒定律課件-人教大綱版2

1、考考 綱綱 要要 求求三三 年年 考考 情情熱熱 點(diǎn)點(diǎn) 考考 向向考點(diǎn)考點(diǎn)要求要求2007年年2008年年2009年年重力勢能、重力勢能、做功與重做功與重力勢能改力勢能改變的關(guān)系變的關(guān)系全國卷全國卷(t23計算計算)江蘇物理江蘇物理(t19計算計算)天津理綜天津理綜(t23計算計算)全國理綜全國理綜(t24計算計算)全國理綜全國理綜(t18選擇選擇)海南物理海南物理(t3選擇選擇)浙江卷浙江卷(t24計算計算)山東卷山東卷(t22選擇選擇)江蘇卷江蘇卷(t9選擇選擇)重力做功、機(jī)械重力做功、機(jī)械能守恒定律仍是能守恒定律仍是高考的熱點(diǎn)高考的熱點(diǎn)高考考查該類問高考考查該類問題常綜合力學(xué)中題常綜合力

2、學(xué)中的其他知識，如的其他知識，如平拋運(yùn)動、圓周平拋運(yùn)動、圓周運(yùn)動等曲線運(yùn)動運(yùn)動等曲線運(yùn)動，考查對機(jī)械能，考查對機(jī)械能守恒定律的理解守恒定律的理解及其分析的綜合及其分析的綜合能力能力.彈性勢能彈性勢能機(jī)械能守機(jī)械能守恒定律恒定律第第3 3課時課時 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律 能的轉(zhuǎn)化和守恒定律能的轉(zhuǎn)化和守恒定律第一頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第一頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。1重力勢能重力勢能 (1)重力做功的特點(diǎn)重力做功的特點(diǎn) 重力做功與重力做功與 無關(guān)，只與始末位置的無關(guān)，只與始末位置的 有關(guān)有關(guān) 重力做功不引起物體重力做功不引起物體 的變化的變化路徑路徑高度差高度差機(jī)械能機(jī)械能

3、第二頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第二頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。(2) 重力勢能重力勢能概念：概念：物物體由于體由于 而具有的能而具有的能表達(dá)式：表達(dá)式：ep .矢標(biāo)性：重力勢能是矢標(biāo)性：重力勢能是 ，正、負(fù)表示其，正、負(fù)表示其 被舉高被舉高標(biāo)量標(biāo)量大小大小mgh第三頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第三頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。(3) 重重力做功與重力勢能變化的關(guān)系力做功與重力勢能變化的關(guān)系定性關(guān)系：重力對物體做正功，重力勢能就定性關(guān)系：重力對物體做正功，重力勢能就 ；重力對物體做負(fù)功，重力勢能就重力對物體做負(fù)功，重力勢能就 定量關(guān)系：重力對物體做的功定量關(guān)系：重力對物體

4、做的功 物體重力勢能的減少量物體重力勢能的減少量即即wg(ep2ep1) .減少減少增加增加ep1ep2等于等于第四頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第四頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。2彈性勢能彈性勢能(1)概念：物體由于發(fā)生概念：物體由于發(fā)生 而具有的能而具有的能(2)大小：彈簧的彈性勢能的大小與形變量及勁度系數(shù)有關(guān)，彈簧的大?。簭椈傻膹椥詣菽艿拇笮∨c形變量及勁度系數(shù)有關(guān)，彈簧的形變量形變量 ，勁度系數(shù)，勁度系數(shù) ，彈簧的彈性勢能越大，彈簧的彈性勢能越大(3)彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系類似于重力做功與重力勢能變化彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系類似于重力做功與重力勢能變化的關(guān)系，用公式表示

5、：的關(guān)系，用公式表示：w .彈性形變彈性形變越大越大越大越大ep第五頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第五頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。1重力勢能公式中重力勢能公式中h的含義是什么？的含義是什么？重力勢能公式重力勢能公式epmgh中的中的h表示高度，用來表示物體所在的位置，是個表示高度，用來表示物體所在的位置，是個狀態(tài)量，是由規(guī)定的高度零點(diǎn)狀態(tài)量，是由規(guī)定的高度零點(diǎn)(如地面如地面)開始量度的，向上為正開始量度的，向上為正2勢能屬于系統(tǒng)所共有勢能屬于系統(tǒng)所共有重力勢能是物體和地球組成的系統(tǒng)所共有的，而不是物體單獨(dú)具有的，重力勢能是物體和地球組成的系統(tǒng)所共有的，而不是物體單獨(dú)具有的，“ “物體

6、的物體的重力勢能重力勢能” ”只是一種簡化的說法彈性勢能屬于系統(tǒng)所有，即由彈簧各部分組成只是一種簡化的說法彈性勢能屬于系統(tǒng)所有，即由彈簧各部分組成的系統(tǒng)所共有，而與外界物體無關(guān)的系統(tǒng)所共有，而與外界物體無關(guān)第六頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第六頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。3勢能的相對性勢能的相對性重力勢能具有相對性，同一物體位于同一位置時，由于選擇不同的水平面作為零勢重力勢能具有相對性，同一物體位于同一位置時，由于選擇不同的水平面作為零勢能面，其重力勢能的數(shù)值能面，其重力勢能的數(shù)值(包括正、負(fù)包括正、負(fù))也不同因而，要確定重力勢能，須首先確也不同因而，要確定重力勢能，須首先確定零勢能

7、面但是，同一物體在兩個不同位置時重力勢能之差是確定的，只與兩位定零勢能面但是，同一物體在兩個不同位置時重力勢能之差是確定的，只與兩位置的高度差置的高度差h有關(guān)，與零勢能面的選取無關(guān)彈性勢能一般取形變量有關(guān)，與零勢能面的選取無關(guān)彈性勢能一般取形變量x0處為零勢處為零勢能點(diǎn)能點(diǎn)4勢能是標(biāo)量，正負(fù)具有的含義是什么？勢能是標(biāo)量，正負(fù)具有的含義是什么？正的勢能表示比零勢能大負(fù)的勢能表示比零勢能小正的勢能表示比零勢能大負(fù)的勢能表示比零勢能小第七頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第七頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。如圖如圖531所示，質(zhì)量為所示，質(zhì)量為m的物體的物體(可視為質(zhì)點(diǎn)可視為質(zhì)點(diǎn))以某一初速度由底

8、端沖上傾角為以某一初速度由底端沖上傾角為30 的固定斜面，上升的最大高度為的固定斜面，上升的最大高度為h，其加速度大小為，其加速度大小為 g，在這個過程中有關(guān)該物體的說法中正確的是在這個過程中有關(guān)該物體的說法中正確的是()a重力勢能增加了重力勢能增加了mgh b動能損失了動能損失了mghc動能損失了動能損失了 d機(jī)械能損失了機(jī)械能損失了圖圖531第八頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第八頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。解析：解析：物物體重力勢能的增加量等于克服重力做的功，體重力勢能的增加量等于克服重力做的功，a正確；物體的合力做的功等正確；物體的合力做的功等于動能的減少量于動能的減少量ekm

9、as ，故，故b錯誤、錯誤、c正確；物體機(jī)械能的損正確；物體機(jī)械能的損失量等于克服摩擦力做的功，因失量等于克服摩擦力做的功，因mgsin 30ffma，所以，所以ff mg，故物體克服摩擦力做的功為，故物體克服摩擦力做的功為ffs mg2h mgh，d正確正確答案：答案：acd第九頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第九頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。1機(jī)械能機(jī)械能 和和 統(tǒng)稱為機(jī)械能，即統(tǒng)稱為機(jī)械能，即e ，其中勢能包括其中勢能包括 和和 2機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律(1)內(nèi)容：在只有內(nèi)容：在只有 做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能可以相互轉(zhuǎn)

10、化，而總的機(jī)械能 動能動能勢能勢能重力勢能重力勢能彈性勢能彈性勢能重力或彈力重力或彈力保持不變保持不變ekep第十頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第十頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。(2)表達(dá)式：表達(dá)式：ek1ep1 .(要選零勢能參考平面要選零勢能參考平面)ek .(不用選零勢能參考平面不用選零勢能參考平面)ea增增 (不用選零勢能參考平面不用選零勢能參考平面) 物物體所受合外力為零，物體的機(jī)械能一定守恒嗎？舉例說明體所受合外力為零，物體的機(jī)械能一定守恒嗎？舉例說明提示：提示：不不一定，例如重物在豎直向上的外力作用下，沿豎直方向勻速一定，例如重物在豎直向上的外力作用下，沿豎直方向勻速上升

11、的過程，其機(jī)械能逐漸增加上升的過程，其機(jī)械能逐漸增加ek k2ep2epeb減減第十一頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第十一頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。1如何理解機(jī)械能守恒的條件？如何理解機(jī)械能守恒的條件？“只有重力做功只有重力做功” ”不等于不等于“ “只受重力作用只受重力作用” ”在該過程中，物體可以在該過程中，物體可以 受受 其他力的作用，只要這些力不做功，或所做的功的代數(shù)和為零，就可以其他力的作用，只要這些力不做功，或所做的功的代數(shù)和為零，就可以認(rèn)為是認(rèn)為是“ “只有重力做功只有重力做功” ”第十二頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第十二頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。2機(jī)械

12、能守恒定律的哪些表達(dá)形式和用法？機(jī)械能守恒定律的哪些表達(dá)形式和用法？(1)e2e1或或ek1ep1ek2ep2，表示系統(tǒng)在初狀態(tài)的機(jī)械能等于其末狀態(tài)的，表示系統(tǒng)在初狀態(tài)的機(jī)械能等于其末狀態(tài)的機(jī)械能一般來說，當(dāng)始、末狀態(tài)的機(jī)械能的總和相等，運(yùn)用這種形式表達(dá)時，機(jī)械能一般來說，當(dāng)始、末狀態(tài)的機(jī)械能的總和相等，運(yùn)用這種形式表達(dá)時，應(yīng)選好零勢能面，且初、末狀態(tài)的高度已知，系統(tǒng)除地球外，只有一個物體時，應(yīng)選好零勢能面，且初、末狀態(tài)的高度已知，系統(tǒng)除地球外，只有一個物體時，用這種表達(dá)形式較方便用這種表達(dá)形式較方便第十三頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第十三頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。(2)epek

13、 k，表表示系統(tǒng)示系統(tǒng)(或物體或物體)機(jī)械能守恒時，系統(tǒng)減少機(jī)械能守恒時，系統(tǒng)減少(或增加或增加)的勢能等于增加的勢能等于增加(或減少或減少)的總的總動能應(yīng)用時，關(guān)鍵在于分清重力勢能的增加量和減少量，可不選零勢能面而直接計算初、末狀態(tài)動能應(yīng)用時，關(guān)鍵在于分清重力勢能的增加量和減少量，可不選零勢能面而直接計算初、末狀態(tài)的勢能差這種表達(dá)方式一般用于始末狀態(tài)的高度未知，但高度變化已知的情況的勢能差這種表達(dá)方式一般用于始末狀態(tài)的高度未知，但高度變化已知的情況(3)ea增增eb減減，表示若系統(tǒng)由，表示若系統(tǒng)由a、b兩部分組成，則兩部分組成，則a部分物體機(jī)械能的增加量與部分物體機(jī)械能的增加量與b部分部分物

14、體機(jī)械能的減少量相等物體機(jī)械能的減少量相等第十四頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第十四頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。2如如圖圖532所示，所示，abcd是一段豎直平面內(nèi)的光滑軌道，是一段豎直平面內(nèi)的光滑軌道，ab段與水平面成段與水平面成角，角，cd段段與水平面成與水平面成角，其中角，其中bc段水平，且其長度大于段水平，且其長度大于l.現(xiàn)有兩小球現(xiàn)有兩小球p、q，質(zhì)量分別是，質(zhì)量分別是2m、m，用一長為，用一長為l的輕質(zhì)直桿連接，將的輕質(zhì)直桿連接，將p、q由靜止從由靜止從ab段上高段上高h(yuǎn)處釋放，在軌道轉(zhuǎn)折處釋放，在軌道轉(zhuǎn)折處用光滑小圓弧連接，不考慮兩小球在軌道轉(zhuǎn)折處的能量損失則小球處用光

15、滑小圓弧連接，不考慮兩小球在軌道轉(zhuǎn)折處的能量損失則小球p滑上滑上cd軌道的最大高度軌道的最大高度h為為()ah bhchlsin dh第十五頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第十五頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。解析：解析：p、q整整體上升的過程中，機(jī)械能守恒，以地面為重力勢能的零勢面，根體上升的過程中，機(jī)械能守恒，以地面為重力勢能的零勢面，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：據(jù)機(jī)械能守恒定律有：mgh2mg(hlsin )2mghmg(hlsin )，解方程得：，解方程得：hh 答案：答案：b圖圖532第十六頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第十六頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。一、能量轉(zhuǎn)化和守恒定律

16、一、能量轉(zhuǎn)化和守恒定律能能量既不會消失，也不會創(chuàng)生它只能從一種形式量既不會消失，也不會創(chuàng)生它只能從一種形式 為另一種形式，或者為另一種形式，或者從一個物體從一個物體 到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持持 不變不變轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移第十七頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第十七頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。二、常見的幾種功與能的關(guān)系二、常見的幾種功與能的關(guān)系1合合外力對物體做功外力對物體做功 物體動能的改變物體動能的改變w合合 ，即動能定理，即動能定理2重力做功對應(yīng)重力勢能的改變重力做功對應(yīng)重力勢能的改變wgepep1ep2重

17、力做多少正功，重力勢能重力做多少正功，重力勢能 多少；多少；重力做多少負(fù)功，重力勢能重力做多少負(fù)功，重力勢能 多少多少ek2ek1減少減少等于等于增加增加第十八頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第十八頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。3彈彈簧彈力做功與彈性勢能的簧彈力做功與彈性勢能的 相對應(yīng)相對應(yīng)wfepep1ep2彈力做多少正功，彈性勢能彈力做多少正功，彈性勢能 多少；彈力做多少負(fù)功，彈性勢能多少；彈力做多少負(fù)功，彈性勢能 多少多少4除除重力或彈簧的彈力以外的其他力的功與物體重力或彈簧的彈力以外的其他力的功與物體 的增量相對應(yīng)，即的增量相對應(yīng)，即w其他其他e.(1)除重力或彈簧的彈力以外的其

18、他力做多少正功，物體的機(jī)械能就除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少正功，物體的機(jī)械能就 多少多少(2)除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少除重力或彈簧的彈力以外的其他力做多少 ，物體的機(jī)械能就減少多少，物體的機(jī)械能就減少多少(3)除重力或彈簧的彈力以外的其他力不做功，物體的機(jī)械能除重力或彈簧的彈力以外的其他力不做功，物體的機(jī)械能 減少減少改變改變機(jī)械能機(jī)械能增加增加負(fù)功負(fù)功守恒守恒增加增加第十九頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第十九頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。一對相互作用的滑動摩擦力對物體系統(tǒng)所做總功，等于摩擦力與相對路程的乘積，即一對相互作用的滑動摩擦力對物體系統(tǒng)所做總功，等于摩擦力

19、與相對路程的乘積，即wfffs相對相對，即系統(tǒng)損失機(jī)械能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能，即系統(tǒng)損失機(jī)械能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能，qffs相對相對第二十頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第二十頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。3. “滔滔天濁浪排空來，翻江倒海山為摧天濁浪排空來，翻江倒海山為摧”的錢塘江大潮，被譽(yù)為天下奇觀小莉設(shè)想用的錢塘江大潮，被譽(yù)為天下奇觀小莉設(shè)想用錢塘江大潮來發(fā)電，在江海交接某處建一大壩，形成一個面積為錢塘江大潮來發(fā)電，在江海交接某處建一大壩，形成一個面積為1.0107 m2，漲，漲潮時水深達(dá)潮時水深達(dá)25 m的蓄水湖，關(guān)上水閘落潮后壩內(nèi)外水位差為的蓄水湖，關(guān)上水閘落潮后壩內(nèi)外水位差為2 m若發(fā)電時水若發(fā)

20、電時水重力勢能的重力勢能的12%轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，并只有退潮時發(fā)電，每天漲潮兩次，求該電站每轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽⒅挥型顺睍r發(fā)電，每天漲潮兩次，求該電站每天能發(fā)多少電？根據(jù)圖天能發(fā)多少電？根據(jù)圖533中情景，說明圖中情景，說明圖534中的中的a、b兩臺機(jī)器兩臺機(jī)器(有一有一臺是發(fā)電機(jī)，另一臺是電動機(jī)臺是發(fā)電機(jī)，另一臺是電動機(jī))，哪臺是發(fā)電機(jī)？，哪臺是發(fā)電機(jī)？(已知水的密度已知水的密度1.0103 kg/m3，g10 m/s2)圖圖533圖圖534第二十一頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第二十一頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。解析：解析：退退潮時水的落差是潮時水的落差是h2 m，水的質(zhì)量是，水的質(zhì)量是mv

21、sh這些水的重心下降高度這些水的重心下降高度h h重力勢能減少：重力勢能減少：epmghgs hh gsh2每天發(fā)出的電能為每天發(fā)出的電能為e2ep12%0.12sgh24.81010 ja為發(fā)電機(jī)為發(fā)電機(jī)答案：答案：4.81010 ja為為發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 第二十二頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第二十二頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。【例【例1】 如如圖圖535所示，一根不可伸長的輕繩兩端分別系著小球所示，一根不可伸長的輕繩兩端分別系著小球a和物塊和物塊b，跨過固定于斜，跨過固定于斜面體頂端的小滑輪面體頂端的小滑輪o，傾角為，傾角為30的斜面體置于水平地面上的斜面體置于水平地面上a的質(zhì)量為

22、的質(zhì)量為m，b的質(zhì)的質(zhì)量為量為4m.開始時，用手托住開始時，用手托住a，使，使oa段繩恰處于水平伸直狀態(tài)段繩恰處于水平伸直狀態(tài)(繩中無拉力繩中無拉力)，ob繩平繩平行于斜面，此時行于斜面，此時b靜止不動將靜止不動將a由靜止釋放，在其下擺過程中，斜面體始終保持靜止，下由靜止釋放，在其下擺過程中，斜面體始終保持靜止，下列判斷中正確的是列判斷中正確的是()第二十三頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第二十三頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。a物塊物塊b受到的摩擦力先減小后增大受到的摩擦力先減小后增大b地面對斜面體的摩擦力方向一直向右地面對斜面體的摩擦力方向一直向右c小球小球a的機(jī)械能守恒的機(jī)械能守恒d

23、小球小球a的機(jī)械能不守恒，的機(jī)械能不守恒，a、b系統(tǒng)的機(jī)械能守恒系統(tǒng)的機(jī)械能守恒第二十四頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第二十四頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。解析：解析：開開始時始時b靜止不動，靜止不動，b所受的靜摩擦力為所受的靜摩擦力為4mgsin 302mg，方向沿斜面向上假，方向沿斜面向上假設(shè)設(shè)a向下擺動時向下擺動時b不動，則不動，則a到最低點(diǎn)的過程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：到最低點(diǎn)的過程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：mgh mv2，設(shè)，設(shè)最低點(diǎn)的位置繩子的張力為最低點(diǎn)的位置繩子的張力為ft，則，則ftmg ，解得解得ft3mg.再對再對b受力分析可得，此時受力分析可得，此時b受到的靜

24、摩擦力為受到的靜摩擦力為mg，方向沿斜面向下，方向沿斜面向下，故假設(shè)成立，故假設(shè)成立，b相對于斜面始終靜止，選項相對于斜面始終靜止，選項c正確由于繩子拉力是逐漸增大的，正確由于繩子拉力是逐漸增大的，所以選項所以選項a正確將正確將b與斜面體看作整體，與斜面體看作整體，a在下擺過程中對整體有向左的拉力，所以地面對在下擺過程中對整體有向左的拉力，所以地面對斜面體的摩擦力方向向右，選項斜面體的摩擦力方向向右，選項b正確正確答案：答案：abc第二十五頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第二十五頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。判斷機(jī)械能是否守恒的方法判斷機(jī)械能是否守恒的方法1利利用機(jī)械能的定義判斷：分析動

25、能與勢能的和是否變化如：勻速下落用機(jī)械能的定義判斷：分析動能與勢能的和是否變化如：勻速下落 的物體動能不變，重力勢能減少，物體的機(jī)械能必減少的物體動能不變，重力勢能減少，物體的機(jī)械能必減少2用做功判斷：若物體或系統(tǒng)只有重力用做功判斷：若物體或系統(tǒng)只有重力(或彈簧的彈力或彈簧的彈力)做功，或有其他力做做功，或有其他力做 功，但其他力做功的代數(shù)和為零，機(jī)械能守恒功，但其他力做功的代數(shù)和為零，機(jī)械能守恒第二十六頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第二十六頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。3用能量轉(zhuǎn)化來判斷：若物體系統(tǒng)中只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，而無機(jī)械能與用能量轉(zhuǎn)化來判斷：若物體系統(tǒng)中只有動能和勢能的

26、相互轉(zhuǎn)化，而無機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)的機(jī)械能守恒其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)的機(jī)械能守恒4對一些繩子突然繃緊、物體間非彈性碰撞等問題機(jī)械能一般不守恒，除非題中對一些繩子突然繃緊、物體間非彈性碰撞等問題機(jī)械能一般不守恒，除非題中有特別說明或暗示有特別說明或暗示第二十七頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第二十七頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。11如如圖圖536所示為豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系一個質(zhì)量為所示為豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系一個質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，在恒力的質(zhì)點(diǎn)，在恒力f和重力的作用下，從坐標(biāo)原點(diǎn)和重力的作用下，從坐標(biāo)原點(diǎn)o由靜止開始沿直線由靜止開始沿直線oa斜向下運(yùn)動，直線斜向下運(yùn)

27、動，直線oa與與y軸負(fù)軸負(fù)方向成方向成角角(90)不計空氣阻力，重力加速度為不計空氣阻力，重力加速度為g，則以下說法正確的是，則以下說法正確的是()a當(dāng)當(dāng)fmgtan 時，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能守恒時，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能守恒b當(dāng)當(dāng)fmgsin 時，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能守恒時，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能守恒c當(dāng)當(dāng)fmgtan 時，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能可能減小也可能增大時，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能可能減小也可能增大d當(dāng)當(dāng)fmgsin 時，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能可能減小也可能增大時，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能可能減小也可能增大圖圖536第二十八頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第二十八頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。解析：解析：考考查機(jī)械能守恒定律如圖為力的矢量三角形圖示，若查

28、機(jī)械能守恒定律如圖為力的矢量三角形圖示，若fmgtan ，則，則f力可能力可能為為b方向或方向或c方向，故力方向，故力f的方向可能與運(yùn)動方向成銳角，也可能與運(yùn)動方向成鈍角，除的方向可能與運(yùn)動方向成銳角，也可能與運(yùn)動方向成鈍角，除重力外的力重力外的力f對質(zhì)點(diǎn)可能做正功，也可能做負(fù)功，故質(zhì)點(diǎn)機(jī)械能可能增大，也可能減小，對質(zhì)點(diǎn)可能做正功，也可能做負(fù)功，故質(zhì)點(diǎn)機(jī)械能可能增大，也可能減小，c對對a錯；錯；當(dāng)當(dāng)fmgsin ，即力，即力f為為a方向時，力方向時，力f垂直質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方向，故只有重力對質(zhì)點(diǎn)做功，機(jī)垂直質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方向，故只有重力對質(zhì)點(diǎn)做功，機(jī)械能守恒，械能守恒，b對，對，d錯錯答案：答案：bc第二十

29、九頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第二十九頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分?！纠纠?】 (19分分)如如圖圖537所示，內(nèi)壁光滑的空心細(xì)管彎成的軌道所示，內(nèi)壁光滑的空心細(xì)管彎成的軌道abcd固定在豎直平面內(nèi)，固定在豎直平面內(nèi)，其中其中bcd段是半徑段是半徑r0.25 m的圓弧，的圓弧，c為軌道的最低點(diǎn)，為軌道的最低點(diǎn)，cd為為 圓弧，圓弧，ac的豎直高度差的豎直高度差h0.45 m在緊靠管道出口在緊靠管道出口d處有一水平放置且繞其水平中心軸處有一水平放置且繞其水平中心軸oo勻速旋轉(zhuǎn)的圓筒，圓筒直徑勻速旋轉(zhuǎn)的圓筒，圓筒直徑d0.15 m，筒上開有小孔，筒上開有小孔e.現(xiàn)有質(zhì)量為現(xiàn)有質(zhì)量為m0

30、.1 kg且可視為且可視為質(zhì)點(diǎn)的小球由靜止開始從管口質(zhì)點(diǎn)的小球由靜止開始從管口a滑下，小球滑到管道出口滑下，小球滑到管道出口d處時，恰好能從小孔處時，恰好能從小孔e豎直進(jìn)豎直進(jìn)入圓筒，隨后，小球由小孔入圓筒，隨后，小球由小孔e處豎直向上穿出圓筒不計空氣阻力，取處豎直向上穿出圓筒不計空氣阻力，取g10 m/s2.求：求：圖圖 5 53 37 7 第三十頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第三十頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。(1)小小球到達(dá)球到達(dá)c點(diǎn)時對管壁壓力的大小和方向；點(diǎn)時對管壁壓力的大小和方向；(2)圓筒轉(zhuǎn)動的周期圓筒轉(zhuǎn)動的周期t的可能值的可能值解析解析：(1)小小球從球從ac，由機(jī)械能

31、守恒定律得，由機(jī)械能守恒定律得mgh (2分分)小球在小球在c點(diǎn)處，根據(jù)牛頓第二定律有點(diǎn)處，根據(jù)牛頓第二定律有 mg (2分分)解得解得 4.6 n(2分分)第三十一頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第三十一頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。小球到達(dá)小球到達(dá)c點(diǎn)時對管壁壓力的大小為點(diǎn)時對管壁壓力的大小為4.6 n，方向豎直向下，方向豎直向下(2分分)d，由機(jī)械能守恒定律得，由機(jī)械能守恒定律得d，由機(jī)械能守恒定律得，由機(jī)械能守恒定律得mghmgr (2分分)代入數(shù)值解得代入數(shù)值解得vd2 m/s(1分分)小球由小球由d點(diǎn)豎直上拋至剛穿過圓筒時，由位移公式得點(diǎn)豎直上拋至剛穿過圓筒時，由位移公式得d

32、vdt gt2 (2分分)解得解得t10.1 s和和t20.3 s(舍去舍去)(2分分)小球能向上穿出圓筒所用時間滿足小球能向上穿出圓筒所用時間滿足t (2n1)(n0,1,2,3) (2分分)聯(lián)立解得聯(lián)立解得t s(n0,1,2,3) (2分分)第三十二頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第三十二頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的基本思路應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的基本思路1選選取研究對象取研究對象物體或系統(tǒng)物體或系統(tǒng)2根據(jù)研究對象所經(jīng)歷的物理過程，進(jìn)行受力、做功分析，根據(jù)研究對象所經(jīng)歷的物理過程，進(jìn)行受力、做功分析， 判斷機(jī)械能是否守恒判斷機(jī)械能是否守恒3恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定

33、研究對象在過程的初、末態(tài)時的機(jī)械能恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研究對象在過程的初、末態(tài)時的機(jī)械能4選取方便的機(jī)械能守恒定律的方程形式選取方便的機(jī)械能守恒定律的方程形式 (ek1ep1ek2ep2、ekep或或eaeb)進(jìn)行求解進(jìn)行求解第三十三頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第三十三頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。21如如圖圖538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)有現(xiàn)有10個質(zhì)量均為個質(zhì)量均

34、為m、半徑均、半徑均為為r的均勻剛性球，在施加于的均勻剛性球，在施加于1號球的水平外力號球的水平外力f的作用下均靜止，力的作用下均靜止，力f與圓槽在同一豎直與圓槽在同一豎直面內(nèi)，此時面內(nèi)，此時1號球球心距它在水平槽運(yùn)動時的球心高度差為號球球心距它在水平槽運(yùn)動時的球心高度差為h.現(xiàn)撤去力現(xiàn)撤去力f使小球開使小球開始運(yùn)動，直到所有小球均運(yùn)動到水平槽內(nèi)重力加速度為始運(yùn)動，直到所有小球均運(yùn)動到水平槽內(nèi)重力加速度為g.求：求：第三十四頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第三十四頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。(1)水平外力水平外力f的大?。坏拇笮?；(2)1號球剛運(yùn)動到水平槽時的速度；號球剛運(yùn)動到水平槽時

35、的速度；(3)整個運(yùn)動過程中，整個運(yùn)動過程中，2號球?qū)μ柷驅(qū)?號球所做的功號球所做的功第三十五頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第三十五頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。解析：解析：(1)以以10個小球整體為研究對象，由力的平衡條件可得個小球整體為研究對象，由力的平衡條件可得tan 得得f10mgtan .(2)以以1號球為研究對象，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得號球為研究對象，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得mgh mv2解得解得v 第三十六頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第三十六頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。(3)撤去撤去水平外力水平外力f后，以后，以10個小球整體為研究對象，利用機(jī)械能守恒定律可得：

36、個小球整體為研究對象，利用機(jī)械能守恒定律可得：10mg 10mv2解得解得v以以1號球為研究對象，由動能定理得號球為研究對象，由動能定理得mghw mv2得得w9mgrsin .答案：答案：(1)10mgtan (2) (3)9mgrsin 第三十七頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第三十七頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。【例【例3】 如如圖圖539所示，所示，a、b、c質(zhì)量分別為質(zhì)量分別為ma0.7 kg，mb0.2 kg，mc0.1 kg，b為套在細(xì)繩上的圓環(huán)，為套在細(xì)繩上的圓環(huán)，a與水平桌面的動摩擦因數(shù)與水平桌面的動摩擦因數(shù)0.2，另一圓環(huán)，另一圓環(huán)d固定在桌邊，固定在桌邊，離地面高離

37、地面高h(yuǎn)20.3 m，當(dāng)，當(dāng)b、c從靜止下降從靜止下降h10.3 m，c穿環(huán)而過，穿環(huán)而過，b被被d擋住，不計繩子擋住，不計繩子質(zhì)量和滑輪的摩擦，取質(zhì)量和滑輪的摩擦，取g10 m/s2，若開始時，若開始時a離桌邊足夠遠(yuǎn)試求：離桌邊足夠遠(yuǎn)試求：(1)物體物體c穿環(huán)瞬間的速度穿環(huán)瞬間的速度(2)物體物體c能否到達(dá)地面？如果能到達(dá)地面，其速度多大？能否到達(dá)地面？如果能到達(dá)地面，其速度多大？圖圖539第三十八頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第三十八頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。第三十九頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第三十九頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。解析：解析：(1)由由能量守恒定律得

38、：能量守恒定律得：(mbmc)gh1 (mambmc) magh1可求得可求得：v1 m/s.(2)設(shè)物體設(shè)物體c到達(dá)地面的速度為到達(dá)地面的速度為v2，由能量守恒定律得：，由能量守恒定律得：mcgh2 magh2可求出：可求出：v2 m/s，故物體，故物體c能到達(dá)地面，到地面的速度為能到達(dá)地面，到地面的速度為 m/s.答案：答案：(1) m/s(2)能能 m/s第四十頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第四十頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。物體物體a在水平桌面上滑行的最大距離是多少？在水平桌面上滑行的最大距離是多少？解析：解析：mags 代入數(shù)得：代入數(shù)得：s0.165 m，smh1h2s0.

39、765 m.答案：答案：0.765 m第四十一頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第四十一頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。1在在應(yīng)用功能關(guān)系時，應(yīng)首先弄清研究對象，明確力對應(yīng)用功能關(guān)系時，應(yīng)首先弄清研究對象，明確力對“誰誰”做功，就要對應(yīng)做功，就要對應(yīng)“誰誰”的位的位移，從而引起移，從而引起“誰誰”的能量變化，在應(yīng)用能量的轉(zhuǎn)化和守恒時，一定要明確存在哪些能量形式，的能量變化，在應(yīng)用能量的轉(zhuǎn)化和守恒時，一定要明確存在哪些能量形式，哪種是增加的？哪種是減少的？然后再列式求解哪種是增加的？哪種是減少的？然后再列式求解2高考考查這類問題，常結(jié)合平拋運(yùn)動、圓周運(yùn)動、電學(xué)等知識考查學(xué)生的綜合分析能力高考考

40、查這類問題，常結(jié)合平拋運(yùn)動、圓周運(yùn)動、電學(xué)等知識考查學(xué)生的綜合分析能力第四十二頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第四十二頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。31一一質(zhì)量為質(zhì)量為m2.0 kg的小物塊隨足夠長的水平傳送帶一起運(yùn)動，被一水平向的小物塊隨足夠長的水平傳送帶一起運(yùn)動，被一水平向左飛來的子彈擊中并從物塊中穿過，如圖左飛來的子彈擊中并從物塊中穿過，如圖5310所示地面觀察者紀(jì)錄了小所示地面觀察者紀(jì)錄了小物塊被擊中后的速度隨時間變化的關(guān)系如圖物塊被擊中后的速度隨時間變化的關(guān)系如圖5311所示所示(圖中取向右運(yùn)動的方圖中取向右運(yùn)動的方向為正方向向為正方向)已知傳送帶的速度保持不變，已知傳送帶的速

41、度保持不變，g取取10 m/s2.第四十三頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第四十三頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。(1)指指出傳送帶速度出傳送帶速度v的方向及大小，說明理由的方向及大小，說明理由(2)計算物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)計算物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù).(3)計算傳送帶對外做了多少功？子彈射穿物塊后系統(tǒng)有多少能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？計算傳送帶對外做了多少功？子彈射穿物塊后系統(tǒng)有多少能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？第四十四頁，編輯于星期一：十四點(diǎn) 五分。第四十四頁，編輯于星期四：二十點(diǎn) 三十六分。解析：解析：(1)從從速度圖象中可以看出，物塊被擊穿后，先向左做減速運(yùn)動，速度為零后，又向速度圖象中可以看出，物塊被擊穿后，先向左做減速運(yùn)動，速度為零后，