【優(yōu)化方案】浙江省高考物理總復(fù)習(xí) 第5章第三節(jié) 機(jī)械能守恒定律課件 大綱人教

第三節(jié)機(jī)械能守恒定律

課堂互動講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練第三節(jié)機(jī)械能守恒定律基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理一、重力勢能1．定義：物體的重力勢能等于它所受_____與_____的乘積．2．公式：Ep＝_____.3．矢標(biāo)性：重力勢能是___量，但有正、負(fù)，其意義是表示物體的重力勢能比它在__________上大還是小，這與功的正、負(fù)的物理意義不同．重力高度mgh標(biāo)參考平面4．特點(diǎn)(1)系統(tǒng)性：重力勢能是_____和_____共有的．(2)相對性：重力勢能的大小與_________的選取有關(guān)．重力勢能的變化是_____的，與參考平面的選取______．5．重力做功與重力勢能變化的關(guān)系重力做正功時，重力勢能______；重力做負(fù)功時，重力勢能_____；重力做多少正(負(fù))功，重力勢能就___________多少，即WG＝__________.地球物體參考平面絕對無關(guān)減小增大減小(增大)Ep1－Ep2二、彈性勢能1．定義：物體由于發(fā)生_________而具有的能．2．大小：彈性勢能的大小與_______及_________有關(guān)，彈簧的形變量越大，勁度系數(shù)_____，彈簧的彈性勢能______．3．彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系彈力做正功，彈性勢能_____；彈力做負(fù)功，彈性勢能_____．即彈簧恢復(fù)原長過程中彈力做______，彈性勢能_____，形變量變大的過程中彈力做_____，彈性勢能______．彈性形變形變量勁度系數(shù)越大越大減小增大正功減小負(fù)功增大三、機(jī)械能守恒定律1．內(nèi)容：在只有_____或_____做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，只存在動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持______．2．表達(dá)式(1)Ek1＋Ep1＝_________

(要選零勢能參考平面)．(2)ΔEk＝______

(不用選零勢能參考平面)．(3)ΔEA增＝______

(不用選零勢能參考平面)．3．機(jī)械能守恒的條件只有_____

(或彈簧的_____)做功或雖有其他外力做功但其他力做功的代數(shù)和_____．重力彈力不變Ek2＋Ep2－ΔEpΔEB減重力彈力為零課堂互動講練一、機(jī)械能守恒條件的理解及守恒判斷方法1．對機(jī)械能守恒條件的理解機(jī)械能守恒的條件是：只有重力或彈力做功．可以從以下兩個方面理解：(1)只受重力作用，例如在不考慮空氣阻力的情況下的各種拋體運(yùn)動，物體的機(jī)械能守恒．(2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或彈力做功．例如物體沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力不做功，物體的機(jī)械能守恒．2．判斷機(jī)械能是否守恒的幾種方法(1)利用機(jī)械能的定義判斷(直接判斷)：若物體在水平面勻速運(yùn)動，其動能、勢能均不變，機(jī)械能不變．若一個物體沿斜面勻速下滑，其動能不變，重力勢能減少，其機(jī)械能減少．(2)用做功判斷：若物體或系統(tǒng)只有重力(或彈簧的彈力)做功，雖受其他力，但其他力不做功，機(jī)械能守恒．(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)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)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，除非題目特別說明，否則機(jī)械能必定不守恒．特別提醒：機(jī)械能守恒的條件絕不是合外力的功等于零，更不是合外力為零；判斷機(jī)械能是否守恒時，要根據(jù)不同情景恰當(dāng)?shù)剡x取判斷方法．即時應(yīng)用

(即時突破，小試牛刀)1.(2011年湖州測試)下列物體運(yùn)動過程中滿足機(jī)械能守恒的是(

)A．跳傘運(yùn)動員張開傘后，在空中勻速下降B．忽略空氣阻力，物體豎直上拋C．火箭升空D．拉著物體沿光滑斜面勻速上升解析：選B.跳傘運(yùn)動員勻速下降，除重力做功外，還有阻力做功，A錯；物體豎直上拋時，只有重力做功，機(jī)械能守恒，B正確；火箭升空時，推力做正功，機(jī)械能增加，C不正確；拉著物體沿光滑斜面勻速上升時，機(jī)械能增加，D不正確．二、、機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒定定律律的的應(yīng)應(yīng)用用1．定定律律的的三三種種表表達(dá)達(dá)形形式式(1)E1＝E2或Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2，表示系系統(tǒng)在初初狀態(tài)機(jī)機(jī)械能等等于其末末狀態(tài)的的機(jī)械能能．運(yùn)用用這種形形式表達(dá)達(dá)時，應(yīng)應(yīng)選好零零勢能面面，且初初、末狀狀態(tài)的高高度已知知，系統(tǒng)統(tǒng)除地球球外，只只有一個個物體時時，用這這種表達(dá)達(dá)形式較較方便．．(2)ΔΔEp＝－ΔEk，表示系系統(tǒng)(或物體)機(jī)械能守守恒時，，系統(tǒng)減減少(或增加)的勢能等等于增加加(或減少)的總動能能．應(yīng)用用時，關(guān)關(guān)鍵在于于分清重重力勢能能的增加加量和減減少量，，可不選選參考平平面而直直接計算算初、末末狀態(tài)的的勢能差差．這種種表達(dá)方方式一般般用于始始末狀態(tài)態(tài)的高度度未知，，但高度度變化已已知的情情況．(3)ΔΔEA增＝ΔEB減，表示若若系統(tǒng)由由A、B兩部分組組成，則則A部分物體體機(jī)械能能的增加加量與B部分物體體機(jī)械能能的減少少量相等等．以上三種種表達(dá)方方式中，，(1)是最基本本的表達(dá)達(dá)方式，，易于理理解和掌掌握，但但始、末末狀態(tài)的的動能和和勢能要要分析全全，防止止遺漏某某種形式式的機(jī)械械能．應(yīng)應(yīng)用(2)、(3)方式列出出的方程程簡捷，，是同學(xué)學(xué)們應(yīng)該該重點(diǎn)掌掌握的，，但在分分析勢能能的變化化時易出出錯，要要引起注注意．2．解題的的基本步步驟(1)正確選取取研究對對象，必必須明確確研究對對象是一一個系統(tǒng)統(tǒng)，而不不能是一一個單一一的物體體．(2)分析研究究對象在在運(yùn)動過過程中的的受力情情況，明明確各力力的做功功情況，，判斷機(jī)機(jī)械能是是否守恒恒．(3)選取零勢勢能面，，確定研研究對象象在初、、末狀態(tài)態(tài)的機(jī)械械能．(4)根據(jù)機(jī)械械能守恒恒定律列列出方程程．(5)解方程求求出結(jié)果果，并對對結(jié)果進(jìn)進(jìn)行必要要的討論論和說明明．特別提醒醒：(1)在應(yīng)用機(jī)機(jī)械能守守恒解決決問題時時，首先先要判斷斷系統(tǒng)的的機(jī)械能能是否守守恒，然然后注意意選取恰恰當(dāng)?shù)氖厥睾阈问绞搅惺角笄蠼猓?2)應(yīng)特別關(guān)關(guān)注研究究對象的的“一個過程程”和“兩個狀態(tài)態(tài)”．(3)零勢能面面的選取取是任意意的，在在通常情情況下，，一般選選取地面面或物體體在運(yùn)動動過程中中所達(dá)到到的最低低水平面面為零勢勢能面．．即時應(yīng)用用(即時突破破，小試試牛刀)2.如圖5－3－1所示，在在水平臺臺面上的的A點(diǎn)，一個個質(zhì)量為為m的物體以以初速度度v0被拋出，，不計空空氣阻力力，求它它到達(dá)臺臺面下h處的B點(diǎn)時速度度的大小?。畧D5－3－1經(jīng)典題型探究題型一“單個”物體的機(jī)械能守恒例1(2010年高考上上海物理理卷)如圖5－3－2，ABC和ABD為兩個光光滑固定定軌道，，A、B、E在同一水水平面上上，C、D、E在同一豎豎直線上上，D點(diǎn)距水平平面的高高度為h，C點(diǎn)的高度度為2h，一滑塊塊從A點(diǎn)以初速速度v0分別沿兩兩軌道滑滑行到C或D處后水平平拋出．．(1)求滑塊落落到水平平面時，，落點(diǎn)與與E點(diǎn)間的距距離sC和sD；(2)為實(shí)現(xiàn)sC＜sD，v0應(yīng)滿足什什么條件件？【思路點(diǎn)撥撥】滑塊滑到到軌道最最高點(diǎn)的的過程中中機(jī)械能能守恒，，離開最最高點(diǎn)做做平拋運(yùn)運(yùn)動．圖5－3－2(2011年舟山調(diào)調(diào)研)如圖5－3－3所示，光光滑固定定的豎直直桿上套套有一個個質(zhì)量m＝0.4kg的小物塊塊A，不可伸伸長的輕輕質(zhì)細(xì)繩繩通過固固定在墻墻壁上、、大小可可忽略的的定滑輪輪D，連接接小物物塊A和小物物塊B，虛線線CD水平，，間距距d＝1.2m，此時時連接接小物物塊A的細(xì)繩繩與豎豎直桿桿的夾夾角為為37°°，小物物塊A恰能保保持靜靜止．．現(xiàn)在在在小小物塊塊B的下端端掛一一個小小物塊塊Q(未畫出出)，小物物塊A可從圖圖示位位置上上升并并恰好好能到到達(dá)C處．不不計摩摩擦和和空氣氣阻力力，cos37°＝0.8、sin37°＝0.6，重力力加速速度g取10m/s2.求：題型二多個物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒例2(1)小物塊塊A到達(dá)C處時的的加速速度大大?。?；(2)小物塊塊B的質(zhì)量量；(3)小物塊塊Q的質(zhì)量量．圖5－3－3【解析】(1)當(dāng)小物物塊A到達(dá)C處時，，由受受力分分析可可知：：水平平方向向受力力平衡衡，豎豎直方方向只只受重重力作作用，，所以以小物物塊A的加速速度a＝g＝10m/s2.(2)設(shè)小物物塊B的質(zhì)量量為mB，繩子子拉力力為FT；根據(jù)據(jù)平衡衡條件件：FTcos37°＝mgFT＝mBg聯(lián)立解得mB＝0.5kg.【答案】(1)10m/s2(2)0.5kg(3)0.3kg變式訓(xùn)練1如圖5－3－4所示，光滑滑圓柱被固固定在水平平平臺上，，用輕繩跨跨過圓柱體體與兩小球球m1、m2相連(m1、m2分別為它們們的質(zhì)量)，開始時讓讓m1放在平臺上上，兩邊繩繩繃直，兩兩球從靜止止開始m1上升，m2下降，當(dāng)m1上升到圓柱柱的最高點(diǎn)點(diǎn)時，繩子子突然斷裂裂，發(fā)現(xiàn)m1恰能做平拋拋運(yùn)動拋出出．求m2應(yīng)為m1的多少倍？？圖5－3－4(滿分樣板8分)(2011年福建模擬擬)如圖5－3－5所示，傾角角為θ的光滑斜面面上放有兩兩個質(zhì)量均均為m的小球A和B，兩球之間間用一根長長為L的輕桿相連連，下面的的小球B離斜面底端端的高度為為h.兩球從靜止止開始下滑滑，不計球球與地面碰碰撞時的機(jī)機(jī)械能損失失，且地面面光滑，求求：題型三機(jī)械能守恒定律與動能定理的綜合應(yīng)用例3圖5－3－5(1)兩球都進(jìn)入入光滑水平平面時兩小小球運(yùn)動的的速度大小??；(2)此過程中桿桿對B球所做的功功．【思路點(diǎn)撥】解答本題時時要注意以以下三點(diǎn)：：(1)A和B組成的系統(tǒng)統(tǒng)在下滑過過程中機(jī)械械能守恒．．(2)在水平面上上，A、B的速度相等等．(3)桿對B球的力在整整個過程中中為變力，，變力的功功可應(yīng)用動動能定理求求解．【方法技巧】對于計算系系統(tǒng)內(nèi)彈力力做功問題題，先根據(jù)據(jù)機(jī)械能守守恒求速度度，