2020年高考物理大一輪復(fù)習(xí)第15講機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用學(xué)案(無答案)新人教

1、第15講機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用教材知識砸理回扣載材對點檢氯一、重力勢能與重力做功1 .物體的重力勢能等于它所受的與所處位置的的乘積,曰二,是標(biāo)量.2 .重力勢能是物體和所共有的.重力勢能的大小與零勢能面的選取有關(guān)，但重力勢能的變化量與零勢能面的選取無關(guān).3 .重力做功與物體運動的路徑無關(guān),只與重力及有關(guān),特mgh重力做功與重力勢能變化的關(guān)系：W=-A曰.二、彈性勢能1 .定義：物體由于發(fā)生而具有的能，是標(biāo)量.2 .彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系：W=-A日三、機(jī)械能守恒定律1 .內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變.2 .表達(dá)式守恒角度：日=巳(2

2、)轉(zhuǎn)化角度：AR=-AEp.(3)轉(zhuǎn)移角度：A3二-A8.3.判斷方法：(1)只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功；(2)只有動能和勢能之間轉(zhuǎn)化，沒有其他能量參與.【辨別明理】(1)重力勢能的大小及變化與零勢能面的選取有關(guān)()(2)重力做功與路徑有關(guān).()(3)物體所受的合外力為零時，物體的機(jī)械能一定守恒.()(4)做勻速直線運動的物體機(jī)械能一定守恒.()(5)做曲線運動的物體機(jī)械能可能守恒.()(6)形變量越大，彈性勢能越大.()(7)重力勢能越大，重力做功就越多.()考點互動探究LB一口UBUUMm.«IM«!UU>KBJBIMllBBaniBKBJBIUI.UBUMHBE&

3、#187;!=1qBajaaiIM1U”IMKB!BKI考他明嚷用證18博*0考點一機(jī)械能守恒的理解和判斷例1（多選）在如圖15-1所示的物理過程示意圖中，甲圖為一端固定有小球的輕桿，從右偏上30。角釋放后繞光滑支點擺動；乙圖中輕繩一端連著一小球，從右偏上30。角處自由釋放；丙圖為物體A將彈簧壓縮的過程中；丁圖為不計任何阻力和定滑輪質(zhì)量時，A加速下落，B加速上升過程中.關(guān)于這幾個物理過程（空氣阻力忽略不計，下列判斷中正確的是（）A甲圖中小球機(jī)械能守恒B.乙圖中小球機(jī)械能守恒C丙圖中物體A的機(jī)械能守恒D丁圖中AB組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒變式題1（多選）人教版必修2改編如圖15-2所示，在地面上以速度

4、vo拋出質(zhì)量為m的物體,拋出后物體落到比地面低h的海平面上.若以地面為零重力勢能面，且不計空氣阻力，重力加速度為g,則下列說法正確的是（）A重力對物體做的功為mghB.物體在海平面上的重力勢能為mgh1CC.物體在海平面上的動能為2n?0-mgh口物體在海平面上的機(jī)械能為2m?oM蒙3蒜受 曲圖15-3變式題2(多選)如圖15-3所示，輕彈簧一端固定在O點，另一端系一小球，將小球從與懸點O在同一水平面且使彈簧保持原長的A點無初速度地釋放，讓小球自由擺下，不計空氣阻力，在小球由A點擺向最低點B的過程中，下列說法中正確的是()A小球的機(jī)械能守恒B.小球的機(jī)械能減少C小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之

5、和不變D小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒要點總結(jié)機(jī)械能是否守恒的判斷方法：(1)利用機(jī)械能的定義判斷：如果物體動能與勢能之和不變，則機(jī)械能守恒.(2)利用機(jī)械能守恒條件判斷：只有重力對單一物體做功，則機(jī)械能守恒；只有重力或(彈簧、橡皮筋)彈力對系統(tǒng)做功，或重力和彈力以外的其他力對系統(tǒng)做的總功為零，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.(3)利用能量轉(zhuǎn)化判斷：若物體系統(tǒng)與外界沒有能量交換，或系統(tǒng)內(nèi)沒有機(jī)械能與其他形式能的轉(zhuǎn)化，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒.注意彈簧彈力對物體做功時，彈簧和物體系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，物體的機(jī)械能并不守恒.。考點二單體機(jī)械能守恒的應(yīng)用例2人教版必修2改編如圖15-4甲所示，游樂場的過山車可以底朝上在圓軌

6、道上運行，游客不會掉下來.我們把這種情形抽象為如圖乙所示的模型：弧形軌道的下端與豎直圓軌道相接，使質(zhì)量為m的小球從弧形軌道上端滾下，小球從圓軌道下端進(jìn)入后沿圓軌道運動.已知圓軌道的半徑為R重力加速度為g,不考慮阻力.(1)若小球從高為h處由靜止釋放，求小球到達(dá)圓軌道底端時對軌道的壓力；(2)若要使小球運動過程中不脫離軌道，討論小球由靜止釋放時的高度滿足的條件；(3)若讓小球從高為h=2R處的A點由靜止釋放，求小球所能達(dá)到的最大高度.甲乙變式題（多選）如果把撐桿跳全過程分成四個階段：a-b、b-c、c-d、d-e,如圖15-5所示,圖 15-5()則對這四個階段的描述錯誤的是Aa-b階段：加速助

7、跑,人和桿的機(jī)械能增加B.b-c階段：桿彎曲、人上升，系統(tǒng)動能減少，重力勢能和彈性勢能增加Cc-d階段：桿伸直、人上升，人的動能減少量等于重力勢能增加量D.d-e階段：人過橫桿后下落，重力所做的功等于人機(jī)械能的增加量要點總結(jié)機(jī)械能守恒定律是解答能量問題的基本方法之一，分析運動過程中物體的機(jī)械能是否守恒是解題的關(guān)鍵，在解決物體的運動問題時應(yīng)優(yōu)先考慮用能量方法，如曲線運動、含彈簧類運動問題等.應(yīng)用時首先要對研究對象進(jìn)行受力分析和運動分析，以確定在所研究的過程中機(jī)械能是否守恒，再選合適的表達(dá)式求解.應(yīng)用機(jī)械能守恒定律求解多過程問題時可對全過程應(yīng)用機(jī)械能守恒定律列式求解.例3（多選）如圖15-6所示，

8、三個小球AB、C的質(zhì)量均為八與日C間通過錢鏈用輕桿連接，桿長為L.B、C置于水平地面上，用一輕質(zhì)彈簧連接，彈簧處于原長.現(xiàn)A由靜止釋放后下降到最低點，兩輕桿的夾角a由60°變?yōu)?20°.A、BC在同一豎直平面內(nèi)運動，彈簧在彈性限度內(nèi)，忽略一切摩擦，重力加速度為g,則此下降過程中（）圖15-63AA的動能達(dá)到最大前上受到地面的支持力小于5mgB.A的動能最大時,B受到地面的支持力等于|mgC彈簧的彈性勢能最大時，A的加速度方向豎直向下D.彈簧的彈性勢能最大值為mgL題根分析系統(tǒng)機(jī)械能守恒時，內(nèi)部的相互作用力分為兩類：(1)剛體產(chǎn)生的彈力：如輕繩產(chǎn)生的彈力，斜面產(chǎn)生的彈力，輕桿

9、產(chǎn)生的彈力等.(2)彈簧產(chǎn)生的彈力：系統(tǒng)中有彈簧，彈簧的彈力在整個過程中做功，彈性勢能參與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化.輕繩的拉力、斜面的彈力、輕桿產(chǎn)生的彈力做功，使機(jī)械能在相互作用的兩物體間進(jìn)行等量的轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.雖然彈簧的彈力也做功，但包括彈簧在內(nèi)的系統(tǒng)機(jī)械能也守恒.對系統(tǒng)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律列方程的角度：(1)系統(tǒng)初態(tài)的機(jī)械能等于末態(tài)的機(jī)械能；(2)系統(tǒng)中某些物體減少的機(jī)械能等于其他物體增加的機(jī)械能變式網(wǎng)絡(luò)黃的系變變式2：桿連接 的系統(tǒng)變式3：嶷連接為蛋統(tǒng)喻定初、 末就本, 選用領(lǐng) 的表達(dá)式判斷系統(tǒng)機(jī)械能是否守«W1恒，具活選機(jī)械能械酬究對象守恒圖15-7變式題1(多選)2019蘇州調(diào)

10、研如圖15-7所示，豎直固定的光滑直桿上套有一個質(zhì)量為m的小球，初始時靜置于a點.一原長為l的輕質(zhì)彈簧左端固定在O點，右端與小球相連.直桿上還有b、c、d三點，且b與O在同一水平線上，Ob=l,OaOc與Ob的夾角均為37°,Od與Ob的夾角為53。.現(xiàn)釋放小球，小球從a點開始下滑，到達(dá)d點時速度為0,在此過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi).下列說法正確的是（重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8）（）A小球在b點時加速度為g,速度最大B.小球從a點下滑到c點的過程中，小球的機(jī)械能先增大后減小C小球在c點時速度大小為V3?25D小球從c點下滑到d點的

11、過程中，彈簧的彈性勢能增加了25mgi圖15-8變式題2如圖15-8所示，長直輕桿兩端分別固定小球A和B,兩球質(zhì)量均為m兩球半徑忽略不計，桿的長度為L.先將桿AB豎直靠放在豎直墻上，輕輕撥動小球B,使小球B在水平面上由?.靜止開始向右滑動，當(dāng)小球A沿墻下滑距離為萬時，下列說法正確的是（不計一切摩擦，重力加速度為g）（）1A桿對小球A做功為*mgL1B.小球AB的速度都為2v?11C小球A、B的速度分別為2V3?和2V?1D.桿與小球AB組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少了-mgL變式題3（多選）2018衡水押題卷如圖15-9所示，小物塊套在固定豎直桿上，用輕繩連接后跨過小定滑輪與小球相連.開始時物塊與定滑輪等高.已知小球的質(zhì)量是物塊質(zhì)量的兩倍，桿與滑輪間的距離為d,重力加速度圖15-9為g,繩及桿足夠長，不計一切摩擦.現(xiàn)將物塊由