高三物理二輪專題復(fù)習(xí)第9講-機(jī)械能守恒定律及能量守恒定律的綜合應(yīng)用課件

高三物理二輪專題復(fù)習(xí)(全國(guó)通用版)高三物理二輪專題復(fù)習(xí)第9講機(jī)械能守恒定律及能量守恒定律的綜合應(yīng)用第9講機(jī)械能守恒定律及能量守恒定律的綜合應(yīng)用[考試要求和考情分析]考試內(nèi)容選考要求歷次選考統(tǒng)計(jì)命題角度2016/042016/102017/042017/112018/042018/11單體與系統(tǒng)的機(jī)械能守恒、功能關(guān)系、能量與物體的多過(guò)程問(wèn)題追尋守恒量——能量b

重力勢(shì)能c

412

135彈性勢(shì)能b20

5機(jī)械能守恒定律d20

能量守恒定律與能源d12222213

20[考試要求和考情分析]考試內(nèi)容選考要求歷次選考統(tǒng)計(jì)命題角度2對(duì)重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能的理解[要點(diǎn)總結(jié)]1.對(duì)重力做功和重力勢(shì)能的提醒 (1)重力做功的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，與物體是否受其他力無(wú)關(guān)； (2)重力做功，一定會(huì)引起重力勢(shì)能的變化； (3)重力勢(shì)能是標(biāo)量，但有正負(fù)，其意義表示物體的重力勢(shì)能比它在參考平面的重力勢(shì)能大還是小。對(duì)重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能的理解[要點(diǎn)總結(jié)]2.重力勢(shì)能的求解方法 (1)定義法：選取參考平面，確定物體相對(duì)參考平面的高度h，代入Ep＝mgh求解重力勢(shì)能。 (2)WG和Ep關(guān)系法：由WG＝Ep1－Ep2知Ep2＝Ep1－WG或Ep1＝WG＋Ep2。2.重力勢(shì)能的求解方法[精典題組]1.(2018·浙江金華十校聯(lián)考)如圖1所示，巴西奧運(yùn)會(huì)上，中國(guó)選手鄧薇以262公斤(抓舉115公斤，挺舉147公斤)的總成績(jī)打破奧運(yùn)會(huì)紀(jì)錄、世界紀(jì)錄。某次抓舉，在杠鈴被舉高的整個(gè)過(guò)程中，不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是(

)圖1A.杠鈴的動(dòng)能一直增大 B.杠鈴的重力勢(shì)能一直增大C.杠鈴的機(jī)械能守恒 D.杠鈴一直處于超重狀態(tài)[精典題組]圖1解析杠鈴被舉高的過(guò)程一定經(jīng)歷了先加速向上，后減速向上的運(yùn)動(dòng)，所以動(dòng)能應(yīng)先增大后減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；杠鈴一直向上運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能一直增大，選項(xiàng)B正確；因人對(duì)杠鈴的支持力做正功，杠鈴的機(jī)械能增加，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；加速度先向上，后向下，杠鈴先超重，后失重，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B解析杠鈴被舉高的過(guò)程一定經(jīng)歷了先加速向上，后減速向上的運(yùn)動(dòng)2.如圖2所示，物塊A質(zhì)量為m，置于水平地面上。一根輕質(zhì)彈簧，原長(zhǎng)為L(zhǎng)，勁度系數(shù)為k，下端與物塊A相連接?，F(xiàn)將彈簧上端點(diǎn)P緩慢地豎直提起一段高度h使物塊A離開(kāi)地面。這時(shí)重物具有的重力勢(shì)能為(以地面為零勢(shì)能面)(

)圖22.如圖2所示，物塊A質(zhì)量為m，置于水平地面上。一根輕質(zhì)彈簧答案

A答案A機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用[要點(diǎn)總結(jié)]1.機(jī)械能守恒的判定方法 (1)做功判斷法：若物體系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈簧彈力做功，其他力均不做功或其他力做功的代數(shù)和為零，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。 (2)能量轉(zhuǎn)化判斷法：若只有系統(tǒng)內(nèi)物體間動(dòng)能和重力勢(shì)能及彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)跟外界沒(méi)有發(fā)生機(jī)械能的傳遞，機(jī)械能也沒(méi)有轉(zhuǎn)變成其他形式的能(如沒(méi)有內(nèi)能增加)，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用[要點(diǎn)總結(jié)]2.機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式2.機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式圖3圖3答案

A答案A[精典題組]3.(2018·浙江嘉興一模)如圖4是一種名為“牙簽弩”的玩具弓弩，現(xiàn)豎直向上發(fā)射木質(zhì)牙簽，O點(diǎn)為皮筋自然長(zhǎng)度位置，A為發(fā)射的起點(diǎn)位置。若不計(jì)一切阻力，則(

)圖4A.A到O的過(guò)程中，牙簽一直處于超重狀態(tài)B.A到O的過(guò)程中，牙簽的機(jī)械能守恒C.在上升過(guò)程中，弓和皮筋的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為牙簽的動(dòng)能D.根據(jù)牙簽向上飛行的高度可測(cè)算出牙簽被射出時(shí)的速度[精典題組]圖4解析從A到O的過(guò)程中，牙簽受重力和彈力，當(dāng)彈力大于重力時(shí)是加速上升，處于超重狀態(tài)；當(dāng)彈力小于重力時(shí)，減速上升，是失重狀態(tài)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；A到O的過(guò)程中，牙簽的動(dòng)能和勢(shì)能均增加，故機(jī)械能增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在上升過(guò)程中，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，弓和皮筋的彈性勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)化為牙簽的動(dòng)能和重力勢(shì)能，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于不計(jì)一切阻力，牙簽向上飛行過(guò)程是豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2＝2gh可知，根據(jù)牙簽向上飛行的高度可測(cè)算出牙簽被射出時(shí)的速度，選項(xiàng)D正確。答案

D解析從A到O的過(guò)程中，牙簽受重力和彈力，當(dāng)彈力大于重力時(shí)是4.(2018·浙江瑞安選考模擬)總質(zhì)量約為3.8噸“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器在距月面3m處關(guān)閉反推發(fā)動(dòng)機(jī)，讓其以自由落體方式降落在月球表面。4條著陸腿觸月信號(hào)顯示，“嫦娥三號(hào)”完美著陸月球虹灣地區(qū)。月球表面附近重力加速度約為1.6m/s2，4條著陸腿可視作完全相同的四個(gè)輕彈簧，在軟著陸后，每個(gè)輕彈簧獲得的彈性勢(shì)能大約是(

)圖5A.28500J B.4560J C.18240J D.9120J4.(2018·浙江瑞安選考模擬)總質(zhì)量約為3.8噸“嫦娥三答案B答案B5.(2018·浙江寧波適應(yīng)性考試)寧波高中科技新苗項(xiàng)目的同學(xué)在一個(gè)連鎖機(jī)關(guān)游戲中，設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖6所示的起始觸發(fā)裝置：AB段是長(zhǎng)度連續(xù)可調(diào)的豎直伸縮桿，BCD段是半徑為R的四分之三圓弧彎桿，DE段是長(zhǎng)度為2R的水平桿，與AB桿稍稍錯(cuò)開(kāi)。豎直桿外套有下端固定且勁度系數(shù)較大的輕質(zhì)彈簧，在彈簧上端放置質(zhì)量為m的套環(huán)。每次將彈簧的長(zhǎng)度壓縮至P點(diǎn)后鎖定，設(shè)PB的高度差為h，解除鎖定后彈簧可將套環(huán)彈出，在觸發(fā)器的右側(cè)有多米諾骨牌，多米諾骨牌的左側(cè)最高點(diǎn)Q和P點(diǎn)等高，且與E的水平距離為x(可以調(diào)節(jié))，已知彈簧鎖定時(shí)的彈性勢(shì)能Ep＝10mgR，套環(huán)P與水平桿DE段的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，與其他部分的摩擦可以忽略不計(jì)，不計(jì)套環(huán)受到的空氣阻力及解除鎖定時(shí)的彈性勢(shì)能損失，不考慮伸縮豎直桿粗細(xì)變化對(duì)套環(huán)的影響，重力加速度為g。求：5.(2018·浙江寧波適應(yīng)性考試)寧波高中科技新苗項(xiàng)目的同圖6(1)當(dāng)h＝7R時(shí)，套環(huán)到達(dá)桿的最高點(diǎn)C處時(shí)的速度大小；(2)在(1)問(wèn)中套環(huán)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)桿作用力的大小和方向；(3)若h在3R至10R連續(xù)可調(diào)，要使該套環(huán)恰能擊中Q點(diǎn)，則x應(yīng)該在哪個(gè)范圍內(nèi)調(diào)節(jié)？圖6解得FC＝3mg，由牛頓第三定律，套環(huán)對(duì)桿的作用力為3mg，方向向上。(3)套環(huán)恰能擊中Q點(diǎn)，環(huán)由E到Q做平拋運(yùn)動(dòng)解得FC＝3mg，由牛頓第三定律，套環(huán)對(duì)桿的作用力為3mg，x＝vEt從P到E，根據(jù)能量守恒定律有x＝vEt6.(2018·浙江諸暨選考模擬)如圖7所示，兩個(gè)半徑為R的四分之一圓弧構(gòu)成的光滑細(xì)管道ABC豎直放置，且固定在光滑水平面上，圓心連線O1O2水平。輕彈簧左端固定在豎直擋板上，右端與質(zhì)量為m的小球接觸(不拴接，小球的直徑略小于管的內(nèi)徑)，長(zhǎng)為R的薄板DE置于水平面上，板的左端D到管道右端C的水平距離為R。開(kāi)始時(shí)彈簧處于鎖定狀態(tài)，具有的彈性勢(shì)能為3mgR，其中g(shù)為重力加速度。解除鎖定，小球離開(kāi)彈簧后進(jìn)入管道，最后從C點(diǎn)拋出。圖76.(2018·浙江諸暨選考模擬)如圖7所示，兩個(gè)半徑為R的(1)求小球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；(2)求小球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)所受的彈力；(3)彈簧鎖定時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能Ep滿足什么條件，從C點(diǎn)拋出的小球才能擊中薄板DE?解析(1)解除鎖定后，小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程，彈簧和小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒由機(jī)械能守恒定律得3mgR＝2mgR＋Ek解得Ek＝mgR。(1)求小球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；設(shè)小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)小球的作用力為F由牛頓第二定律得設(shè)小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)小球的作用力為F若要小球擊中薄板，應(yīng)滿足R≤x1≤2R若要小球擊中薄板，應(yīng)滿足R≤x1≤2R功能關(guān)系、能量守恒定律與能源[要點(diǎn)總結(jié)]1.功能關(guān)系的應(yīng)用技巧

運(yùn)用功能關(guān)系解題時(shí)，應(yīng)弄清楚重力或彈力做什么功，合外力做什么功，除重力、彈力外的力做什么功，從而判斷重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能、動(dòng)能、機(jī)械能的變化。2.運(yùn)用能量守恒定律解題的基本思路 (1)確定初、末態(tài)。 (2)分析狀態(tài)變化過(guò)程中哪種形式的能量減少，哪種形式的能量增加。 (3)能量的減少量與能量的增加量一定相等，即ΔE減＝ΔE增。功能關(guān)系、能量守恒定律與能源[要點(diǎn)總結(jié)][典例分析]【例2】

(2018·浙江臺(tái)州高三期末)如圖8所示為一自由式滑雪空中技巧比賽場(chǎng)地示意圖，比賽場(chǎng)地由出發(fā)區(qū)AB、助滑坡BC、第一過(guò)渡區(qū)CD、跳臺(tái)DE、第二過(guò)渡區(qū)EF、著陸坡FG和終點(diǎn)區(qū)GH組成，在H處安置半徑為R＝2.0m的圓形軌道，出口靠近但相互錯(cuò)開(kāi)。第一過(guò)渡區(qū)和終點(diǎn)區(qū)的最低點(diǎn)在同一水平地面上，出發(fā)區(qū)距地面的高度hB＝8.4m，跳臺(tái)最高點(diǎn)E和著陸坡最高點(diǎn)F離地面的高度均為h0＝4.0m，著陸坡坡度為37°。運(yùn)動(dòng)員從助滑坡頂端B由靜止滑下，離開(kāi)跳臺(tái)在空中完成預(yù)定動(dòng)作后到達(dá)F點(diǎn)正上方以水平速度v＝4.0m/s飛出，在落到傾斜雪道FG上時(shí)，運(yùn)動(dòng)員靠改變姿勢(shì)進(jìn)行緩沖使自己只保留沿斜面方向的分速度而不彈起。假設(shè)運(yùn)動(dòng)員連同滑雪板的總質(zhì)量m＝100kg，除緩沖外運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，滑雪板與雪道GH間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，不計(jì)其余滑道和空氣的阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2，求：[典例分析]圖8(1)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)F點(diǎn)正上方時(shí)離地面的高度h；(2)運(yùn)動(dòng)員在傾斜雪道FG上滑行的距離；(3)若運(yùn)動(dòng)員能夠不脫離圓形軌道順利通過(guò)最高點(diǎn)，雪道GH的最大長(zhǎng)度。圖8解析

(1)運(yùn)動(dòng)員連同滑雪板從B

點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到F

點(diǎn)正上方過(guò)程，(2)設(shè)運(yùn)動(dòng)員落在傾斜雪道K點(diǎn)，離地高度為h1解析(1)運(yùn)動(dòng)員連同滑雪板從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)正上方過(guò)程，代入數(shù)據(jù)后解得h1＝0.4m或5.8m(不合題意)(3)運(yùn)動(dòng)員落在傾斜雪道K點(diǎn)保留沿斜面方向的速度vK＝vcos37°＋vysin37°豎直方向有v＝2g(h－h(huán)1)代入數(shù)據(jù)后解得vK＝10.4m/s代入數(shù)據(jù)后解得h1＝0.4m或5.8m(不合題意)(3代入數(shù)據(jù)后解得l＝4.04m運(yùn)動(dòng)員不脫離圓形軌道順利通過(guò)最高點(diǎn)，雪道GH的最大長(zhǎng)度為4.04m。答案

(1)7.6m

(2)0.67m

(3)4.04m代入數(shù)據(jù)后解得l＝4.04m答案(1)7.6m(2)[精典題組]7.(2018·浙江瑞安選考模擬)如圖9所示，某一興趣小組對(duì)遙控汽車的性能進(jìn)行研究，遙控汽車從斜面上A點(diǎn)由靜止出發(fā)，遙控汽車的功率恒為7W，到達(dá)C點(diǎn)后關(guān)閉電源，在B點(diǎn)沒(méi)有動(dòng)能損失，水平面BC在C點(diǎn)與光滑半圓軌道CD平滑連接，遙控汽車剛好能通過(guò)最高點(diǎn)D。遙控汽車的質(zhì)量為m＝0.2kg，汽車與AB、BC面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.25，AB的長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝5m，AB的傾角為37°，BC的長(zhǎng)度為s＝8m，CD為半圓軌道的直徑，CD的長(zhǎng)度為d＝3.2m，不計(jì)空氣阻力(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)。求：[精典題組]圖9(1)小車離開(kāi)D點(diǎn)后的水平位移大??；(2)經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力是多大？(3)從A點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)經(jīng)歷了多長(zhǎng)時(shí)間？圖9水平方向位移x＝vDt得x＝3.2m。水平方向位移x＝vDt(2)從C點(diǎn)到D點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能守恒，則有(2)從C點(diǎn)到D點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能守恒，則有8.(2018·浙江蒼南中學(xué)高二質(zhì)檢)如圖10所示，在某電視臺(tái)舉辦的沖關(guān)游戲中，AB是處于豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道，半徑R＝1.6m，BC是長(zhǎng)度為L(zhǎng)1＝3m的水平傳送帶，CD是長(zhǎng)度為L(zhǎng)2＝3.6m水平粗糙軌道，AB、CD軌道與傳送帶平滑連接，參賽者抱緊滑板從A處由靜止下滑，參賽者和滑板可視為質(zhì)點(diǎn)，參賽者質(zhì)量m＝60kg，滑板質(zhì)量可忽略。已知滑板與傳送帶、水平軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1＝0.4、μ2＝0.5，g取10m/s2。求：圖108.(2018·浙江蒼南中學(xué)高二質(zhì)檢)如圖10所示，在某電視(1)參賽者運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道B處對(duì)軌道的壓力；(2)若參賽者恰好能運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)，求傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)速率及方向；(3)在第(2)問(wèn)中，傳送帶由于傳送參賽者多消耗的電能。解析

(1)對(duì)參賽者A到B過(guò)程，由動(dòng)能定理(1)參賽者運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道B處對(duì)軌道的壓力；解得vC＝6m/sB到C過(guò)程，由牛頓第二定律μ1mg＝ma解得a＝4m/s2參賽者從B到C先勻加速后勻速，傳送帶順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)，速率v＝6m/s。解得vC＝6m/s參賽者從B到C先勻加速后勻速，傳送帶順時(shí)(3)0.5s內(nèi)傳送帶位移x2＝vt＝3m參賽者與傳送帶的相對(duì)位移Δx＝x2－x1＝0.5m傳送帶由于傳送參賽者多消耗的電能答案

(1)1200N方向豎直向下(2)順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)6m/s

(3)720J(3)0.5s內(nèi)傳送帶位移x2＝vt＝3m答案(1)1ThankYou!ThankYou!高三物理二輪專題復(fù)習(xí)(全國(guó)通用版)高三物理二輪專題復(fù)習(xí)第9講機(jī)械能守恒定律及能量守恒定律的綜合應(yīng)用第9講機(jī)械能守恒定律及能量守恒定律的綜合應(yīng)用[考試要求和考情分析]考試內(nèi)容選考要求歷次選考統(tǒng)計(jì)命題角度2016/042016/102017/042017/112018/042018/11單體與系統(tǒng)的機(jī)械能守恒、功能關(guān)系、能量與物體的多過(guò)程問(wèn)題追尋守恒量——能量b

重力勢(shì)能c

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135彈性勢(shì)能b20

5機(jī)械能守恒定律d20

能量守恒定律與能源d12222213

20[考試要求和考情分析]考試內(nèi)容選考要求歷次選考統(tǒng)計(jì)命題角度2對(duì)重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能的理解[要點(diǎn)總結(jié)]1.對(duì)重力做功和重力勢(shì)能的提醒 (1)重力做功的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，與物體是否受其他力無(wú)關(guān)； (2)重力做功，一定會(huì)引起重力勢(shì)能的變化； (3)重力勢(shì)能是標(biāo)量，但有正負(fù)，其意義表示物體的重力勢(shì)能比它在參考平面的重力勢(shì)能大還是小。對(duì)重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能的理解[要點(diǎn)總結(jié)]2.重力勢(shì)能的求解方法 (1)定義法：選取參考平面，確定物體相對(duì)參考平面的高度h，代入Ep＝mgh求解重力勢(shì)能。 (2)WG和Ep關(guān)系法：由WG＝Ep1－Ep2知Ep2＝Ep1－WG或Ep1＝WG＋Ep2。2.重力勢(shì)能的求解方法[精典題組]1.(2018·浙江金華十校聯(lián)考)如圖1所示，巴西奧運(yùn)會(huì)上，中國(guó)選手鄧薇以262公斤(抓舉115公斤，挺舉147公斤)的總成績(jī)打破奧運(yùn)會(huì)紀(jì)錄、世界紀(jì)錄。某次抓舉，在杠鈴被舉高的整個(gè)過(guò)程中，不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是(

)圖1A.杠鈴的動(dòng)能一直增大 B.杠鈴的重力勢(shì)能一直增大C.杠鈴的機(jī)械能守恒 D.杠鈴一直處于超重狀態(tài)[精典題組]圖1解析杠鈴被舉高的過(guò)程一定經(jīng)歷了先加速向上，后減速向上的運(yùn)動(dòng)，所以動(dòng)能應(yīng)先增大后減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；杠鈴一直向上運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能一直增大，選項(xiàng)B正確；因人對(duì)杠鈴的支持力做正功，杠鈴的機(jī)械能增加，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；加速度先向上，后向下，杠鈴先超重，后失重，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B解析杠鈴被舉高的過(guò)程一定經(jīng)歷了先加速向上，后減速向上的運(yùn)動(dòng)2.如圖2所示，物塊A質(zhì)量為m，置于水平地面上。一根輕質(zhì)彈簧，原長(zhǎng)為L(zhǎng)，勁度系數(shù)為k，下端與物塊A相連接?，F(xiàn)將彈簧上端點(diǎn)P緩慢地豎直提起一段高度h使物塊A離開(kāi)地面。這時(shí)重物具有的重力勢(shì)能為(以地面為零勢(shì)能面)(

)圖22.如圖2所示，物塊A質(zhì)量為m，置于水平地面上。一根輕質(zhì)彈簧答案

A答案A機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用[要點(diǎn)總結(jié)]1.機(jī)械能守恒的判定方法 (1)做功判斷法：若物體系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈簧彈力做功，其他力均不做功或其他力做功的代數(shù)和為零，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。 (2)能量轉(zhuǎn)化判斷法：若只有系統(tǒng)內(nèi)物體間動(dòng)能和重力勢(shì)能及彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)跟外界沒(méi)有發(fā)生機(jī)械能的傳遞，機(jī)械能也沒(méi)有轉(zhuǎn)變成其他形式的能(如沒(méi)有內(nèi)能增加)，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用[要點(diǎn)總結(jié)]2.機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式2.機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式圖3圖3答案

A答案A[精典題組]3.(2018·浙江嘉興一模)如圖4是一種名為“牙簽弩”的玩具弓弩，現(xiàn)豎直向上發(fā)射木質(zhì)牙簽，O點(diǎn)為皮筋自然長(zhǎng)度位置，A為發(fā)射的起點(diǎn)位置。若不計(jì)一切阻力，則(

)圖4A.A到O的過(guò)程中，牙簽一直處于超重狀態(tài)B.A到O的過(guò)程中，牙簽的機(jī)械能守恒C.在上升過(guò)程中，弓和皮筋的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為牙簽的動(dòng)能D.根據(jù)牙簽向上飛行的高度可測(cè)算出牙簽被射出時(shí)的速度[精典題組]圖4解析從A到O的過(guò)程中，牙簽受重力和彈力，當(dāng)彈力大于重力時(shí)是加速上升，處于超重狀態(tài)；當(dāng)彈力小于重力時(shí)，減速上升，是失重狀態(tài)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；A到O的過(guò)程中，牙簽的動(dòng)能和勢(shì)能均增加，故機(jī)械能增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在上升過(guò)程中，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，弓和皮筋的彈性勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)化為牙簽的動(dòng)能和重力勢(shì)能，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于不計(jì)一切阻力，牙簽向上飛行過(guò)程是豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2＝2gh可知，根據(jù)牙簽向上飛行的高度可測(cè)算出牙簽被射出時(shí)的速度，選項(xiàng)D正確。答案

D解析從A到O的過(guò)程中，牙簽受重力和彈力，當(dāng)彈力大于重力時(shí)是4.(2018·浙江瑞安選考模擬)總質(zhì)量約為3.8噸“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器在距月面3m處關(guān)閉反推發(fā)動(dòng)機(jī)，讓其以自由落體方式降落在月球表面。4條著陸腿觸月信號(hào)顯示，“嫦娥三號(hào)”完美著陸月球虹灣地區(qū)。月球表面附近重力加速度約為1.6m/s2，4條著陸腿可視作完全相同的四個(gè)輕彈簧，在軟著陸后，每個(gè)輕彈簧獲得的彈性勢(shì)能大約是(

)圖5A.28500J B.4560J C.18240J D.9120J4.(2018·浙江瑞安選考模擬)總質(zhì)量約為3.8噸“嫦娥三答案B答案B5.(2018·浙江寧波適應(yīng)性考試)寧波高中科技新苗項(xiàng)目的同學(xué)在一個(gè)連鎖機(jī)關(guān)游戲中，設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖6所示的起始觸發(fā)裝置：AB段是長(zhǎng)度連續(xù)可調(diào)的豎直伸縮桿，BCD段是半徑為R的四分之三圓弧彎桿，DE段是長(zhǎng)度為2R的水平桿，與AB桿稍稍錯(cuò)開(kāi)。豎直桿外套有下端固定且勁度系數(shù)較大的輕質(zhì)彈簧，在彈簧上端放置質(zhì)量為m的套環(huán)。每次將彈簧的長(zhǎng)度壓縮至P點(diǎn)后鎖定，設(shè)PB的高度差為h，解除鎖定后彈簧可將套環(huán)彈出，在觸發(fā)器的右側(cè)有多米諾骨牌，多米諾骨牌的左側(cè)最高點(diǎn)Q和P點(diǎn)等高，且與E的水平距離為x(可以調(diào)節(jié))，已知彈簧鎖定時(shí)的彈性勢(shì)能Ep＝10mgR，套環(huán)P與水平桿DE段的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，與其他部分的摩擦可以忽略不計(jì)，不計(jì)套環(huán)受到的空氣阻力及解除鎖定時(shí)的彈性勢(shì)能損失，不考慮伸縮豎直桿粗細(xì)變化對(duì)套環(huán)的影響，重力加速度為g。求：5.(2018·浙江寧波適應(yīng)性考試)寧波高中科技新苗項(xiàng)目的同圖6(1)當(dāng)h＝7R時(shí)，套環(huán)到達(dá)桿的最高點(diǎn)C處時(shí)的速度大??；(2)在(1)問(wèn)中套環(huán)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)桿作用力的大小和方向；(3)若h在3R至10R連續(xù)可調(diào)，要使該套環(huán)恰能擊中Q點(diǎn)，則x應(yīng)該在哪個(gè)范圍內(nèi)調(diào)節(jié)？圖6解得FC＝3mg，由牛頓第三定律，套環(huán)對(duì)桿的作用力為3mg，方向向上。(3)套環(huán)恰能擊中Q點(diǎn)，環(huán)由E到Q做平拋運(yùn)動(dòng)解得FC＝3mg，由牛頓第三定律，套環(huán)對(duì)桿的作用力為3mg，x＝vEt從P到E，根據(jù)能量守恒定律有x＝vEt6.(2018·浙江諸暨選考模擬)如圖7所示，兩個(gè)半徑為R的四分之一圓弧構(gòu)成的光滑細(xì)管道ABC豎直放置，且固定在光滑水平面上，圓心連線O1O2水平。輕彈簧左端固定在豎直擋板上，右端與質(zhì)量為m的小球接觸(不拴接，小球的直徑略小于管的內(nèi)徑)，長(zhǎng)為R的薄板DE置于水平面上，板的左端D到管道右端C的水平距離為R。開(kāi)始時(shí)彈簧處于鎖定狀態(tài)，具有的彈性勢(shì)能為3mgR，其中g(shù)為重力加速度。解除鎖定，小球離開(kāi)彈簧后進(jìn)入管道，最后從C點(diǎn)拋出。圖76.(2018·浙江諸暨選考模擬)如圖7所示，兩個(gè)半徑為R的(1)求小球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；(2)求小球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)所受的彈力；(3)彈簧鎖定時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能Ep滿足什么條件，從C點(diǎn)拋出的小球才能擊中薄板DE?解析(1)解除鎖定后，小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程，彈簧和小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒由機(jī)械能守恒定律得3mgR＝2mgR＋Ek解得Ek＝mgR。(1)求小球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；設(shè)小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)小球的作用力為F由牛頓第二定律得設(shè)小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)小球的作用力為F若要小球擊中薄板，應(yīng)滿足R≤x1≤2R若要小球擊中薄板，應(yīng)滿足R≤x1≤2R功能關(guān)系、能量守恒定律與能源[要點(diǎn)總結(jié)]1.功能關(guān)系的應(yīng)用技巧

運(yùn)用功能關(guān)系解題時(shí)，應(yīng)弄清楚重力或彈力做什么功，合外力做什么功，除重力、彈力外的力做什么功，從而判斷重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能、動(dòng)能、機(jī)械能的變化。2.運(yùn)用能量守恒定律解題的基本思路 (1)確定初、末態(tài)。 (2)分析狀態(tài)變化過(guò)程中哪種形式的能量減少，哪種形式的能量增加。 (3)能量的減少量與能量的增加量一定相等，即ΔE減＝ΔE增。功能關(guān)系、能量守恒定律與能源[要點(diǎn)總結(jié)][典例分析]【例2】

(2018·浙江臺(tái)州高三期末)如圖8所示為一自由式滑雪空中技巧比賽場(chǎng)地示意圖，比賽場(chǎng)地由出發(fā)區(qū)AB、助滑坡BC、第一過(guò)渡區(qū)CD、跳臺(tái)DE、第二過(guò)渡區(qū)EF、著陸坡FG和終點(diǎn)區(qū)GH組成，在H處安置半徑為R＝2.0m的圓形軌道，出口靠近但相互錯(cuò)開(kāi)。第一過(guò)渡區(qū)和終點(diǎn)區(qū)的最低點(diǎn)在同一水平地面上，出發(fā)區(qū)距地面的高度hB＝8.4m，跳臺(tái)最高點(diǎn)E和著陸坡最高點(diǎn)F離地面的高度均為h0＝4.0m，著陸坡坡度為37°。運(yùn)動(dòng)員從助滑坡頂端B由靜止滑下，離開(kāi)跳臺(tái)在空中完成預(yù)定動(dòng)作后到達(dá)F點(diǎn)正上方以水平速度v＝4.0m/s飛出，在落到傾斜雪道FG上時(shí)，運(yùn)動(dòng)員靠改變姿勢(shì)進(jìn)行緩沖使自己只保留沿斜面方向的分速度而不彈起。假設(shè)運(yùn)動(dòng)員連同滑雪板的總質(zhì)量m＝100kg，除緩沖外運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，滑雪板與雪道GH間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，不計(jì)其余滑道和空氣的阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2，求：[典例分析]圖8(1)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)F點(diǎn)正上方時(shí)離地面的高度h；(2)運(yùn)動(dòng)員在傾斜雪道FG上滑行的距離；(3)若運(yùn)動(dòng)員能夠不脫離圓形軌道順利通過(guò)最高點(diǎn)，雪道GH的最大長(zhǎng)度。圖8解析

(1)運(yùn)動(dòng)員連同滑雪板從B

點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到F

點(diǎn)正上方過(guò)程，(2)設(shè)運(yùn)動(dòng)員落在傾斜雪道K點(diǎn)，離地高度為h1解析(1)運(yùn)動(dòng)員連同滑雪板從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)正上方過(guò)程，代入數(shù)據(jù)后解得h1＝0.4m或5.8m(不合題意)(3)運(yùn)動(dòng)員落在傾斜雪道K點(diǎn)保留沿斜面方向的速度vK＝vcos37°＋vysin37°豎直方向有v＝2g(h－h(huán)1)代入數(shù)據(jù)后解得vK＝10.4m/s代入數(shù)據(jù)后解得h1＝0.4m或5.8m(不合題意)(3代入數(shù)據(jù)后解得l＝4.04m運(yùn)動(dòng)員不脫離圓形軌道順利通過(guò)最高點(diǎn)，雪道GH的最大長(zhǎng)度為4.04m。答案

(1)7.6m

(2)0.67m

(3)4.04m代入數(shù)據(jù)后解得l＝4.04m答案(1)7.6m(2)[精典題組]7.(2018·浙江瑞安選考模擬)如圖9所示，某一興趣小組對(duì)遙控汽車的性能進(jìn)行研究，遙控汽車從斜面上A點(diǎn)由靜止出發(fā)，遙控汽車