高考物理一輪復(fù)習(xí)：第五章第3講機械能守恒定律學(xué)案

PAGEPAGE7第五章第3講機械能守恒定律（第1課時）課前復(fù)習(xí)（請翻閱教材填寫以下內(nèi)容）一、重力勢能1．定義物體由于被舉高而具有的能量，叫作重力勢能。2．表達(dá)式Ep＝（），其中h是相對于參考平面的高度。參考平面以上為正，參考平面以下為負(fù)。參考平面重力勢能為零3．特點(1)系統(tǒng)性：重力勢能是（）與物體所組成的“系統(tǒng)”所共有的。(2)相對性：重力勢能的數(shù)值與所選（）平面有關(guān)。(3)標(biāo)量性：重力勢能是（），正負(fù)表示大小。4．重力做功的特點(1)物體運動時，重力對它做的功只跟它的起點和終點的（）有關(guān)，而跟物體運動的（）無關(guān)。(2)重力做功不引起物體（）的變化。5．重力做功與重力勢能變化的關(guān)系(1)定性關(guān)系：重力對物體做正功，重力勢能（），重力對物體做負(fù)功，重力勢能（）。(2)定量關(guān)系：重力對物體做的功等于物體重力勢能的（），即WG＝（）＝－(Ep2－Ep1)＝－ΔEp。(3)重力勢能的變化量是絕對的，與參考平面的選?。ǎ?。二、彈性勢能1．定義發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用，也具有勢能，這種勢能叫作彈性勢能。2．大?。簭椈傻膹椥詣菽芨鷱椈傻男巫兞考皠哦认禂?shù)有關(guān)，形變量（），勁度系數(shù)（），彈性勢能就越大。3．彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系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：W＝－ΔEp。三、機械能守恒定律1.機械能=動能+勢能2.內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，（）與（）可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變。3.常用的三種表達(dá)式(1)守恒式：E1＝E2或Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2。E1、E2分別表示系統(tǒng)初末狀態(tài)時的總機械能。(2)轉(zhuǎn)化式：ΔEk＝－ΔEp或ΔEk增＝ΔEp減。表示系統(tǒng)勢能的減少量等于動能的增加量。(3)轉(zhuǎn)移式：ΔEA＝－ΔEB或ΔEA增＝ΔEB減。表示系統(tǒng)只有A、B兩物體時，A增加的機械能等于B減少的機械能。4.對機械能守恒定律的理解(1)只受重力或彈力作用，系統(tǒng)的機械能守恒。(2)除受重力或彈力之外，還受其他力，但其他力不做功，只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功，系統(tǒng)機械能守恒。(3)除受重力或彈力之外，還受其他力，但其他力所做功的代數(shù)和為零，系統(tǒng)機械能守恒。四、判斷正誤(1)重力勢能的變化與零勢能參考面的選取無關(guān)。()(2)被舉到高處的物體重力勢能一定不為零。()(3)克服重力做功，物體的重力勢能一定增加。()(4)發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能。()(5)彈力做正功彈性勢能一定增加。()(6)物體所受的合外力為零，物體的機械能一定守恒。()課堂講解考點一重力勢能和彈性勢能的理解請仔細(xì)閱讀知識點1后做以下題：例1、關(guān)于重力勢能，下列說法中正確的是()A．物體的位置一旦確定，它的重力勢能的大小也隨之確定B．物體與零勢能面的距離越大，它的重力勢能也越大C．一個物體的重力勢能從－5J變化到－3J，重力勢能減少了D．重力勢能的減少量等于重力對物體做的功變式1、如圖8.2-8，質(zhì)量為m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中達(dá)到的最高點2的高度為h。重力加速度為g。足球由位置1運動到位置2時，重力做了多少功？足球的重力勢能增加了多少？足球由位置2運動到位置3時，重力做了多少功？足球的重力勢能減少了多少？考點二機械能守恒的理解與判斷1.機械能守恒定律的理解(1)機械能守恒定律的研究對象一定是系統(tǒng)，至少包括地球在內(nèi)。(2)當(dāng)研究對象(除地球外)只有一個物體時，往往根據(jù)“是否只有重力(或彈力)做功”來判斷機械能是否守恒；當(dāng)研究對象(除地球外)由多個物體組成時，往往根據(jù)“有沒有摩擦力和阻力做功”來判斷機械能是否守恒。(3)“只有重力(或彈力)做功”不等于“只受重力(或彈力)作用”，在該過程中，物體可以受其他力的作用，只要這些力不做功或所做功代數(shù)和為零，機械能仍守恒。2．機械能是否守恒的判斷方法(1)用機械能的定義判斷(直接判斷)：判斷機械能是否守恒可以看物體系統(tǒng)機械能的總和是否變化。(2)用做功判斷：若物體系統(tǒng)只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，雖受其他力，但其他力不做功，或其他力做功的代數(shù)和為零，則機械能守恒。(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)化而無其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)機械能守恒。提示1：根據(jù)重力是否做功來判定；例2、(多選)下列關(guān)于機械能是否守恒的敘述，正確的是()A．做勻速直線運動的物體的機械能一定守恒B．做勻變速直線運動的物體的機械能可能守恒C．合力對物體做的功為零時，機械能一定守恒D．只有重力對物體做功，物體的機械能一定守恒提示：單個物體只有重力做功，多個物體（系統(tǒng)）重力和彈力做功機械能守恒。例3、(多選)如圖所示，下列關(guān)于機械能是否守恒的判斷正確的是()A．甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，A機械能守恒B．乙圖中，A置于光滑水平面上，物體B沿光滑斜面下滑，物體B機械能守恒C．丙圖中，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，A、B系統(tǒng)機械能守恒D．丁圖中，小球在豎直平面內(nèi)來回擺動(不計空氣阻力)，小球的機械能守恒提示：也可以利用動能定理判定例4、在同一位置以相同的速率把三個小球分別沿水平、斜向上、斜向下方向拋出。不計空氣阻力，則落在同一水平地面時的速度大小()A．一樣大 B．水平拋出的最大C．斜向上拋出的最大 D．斜向下拋出的最大提示：機械能=動能+勢能例5、在大型游樂場里，小明乘坐如圖所示勻速轉(zhuǎn)動的摩天輪，正在向最高點運動。對此過程，下列說法正確的是()A．小明的重力勢能保持不變B．小明的動能保持不變C．小明的機械能守恒D．小明的機械能減少課后鞏固1、如圖所示，把石塊從高處拋出，初速度大小為v0，拋出高度為h，方向與水平方向夾角為θ(0≤θ<90°)，石塊最終落在水平地面上。若空氣阻力可忽略，下列說法正確的是()提示：可以利用動能定理A．對于不同的拋射角θ，石塊落地的時間相同B．對于不同的拋射角θ，石塊落地時的水平射程相同C．對于不同的拋射角θ，石塊落地時的機械能相同D．對于不同的拋射角θ，石塊落地時重力的功率相同2、如圖所示，斜劈劈尖頂著豎直墻壁靜止于水平地面上，現(xiàn)將一小球從圖示位置靜止釋放，不計一切摩擦，則在小球從釋放到落至地面的過程中，下列說法正確的是()提示：做功的定義：力乘以力方向上的距離和單個物體只有重力做功，多個物體（系統(tǒng)）重力和彈力做功機械能守恒。A．斜劈對小球的彈力不做功B．斜劈與小球組成的系統(tǒng)機械能守恒C．斜劈的機械能守恒D．小球重力勢能的減少量等于斜劈動能的增加量3、（選做題）．如圖8.4-6，質(zhì)量為m的小球從光滑曲面上滑下。當(dāng)它到達(dá)高度為h1的位置A時，速度的大小為v1；當(dāng)它繼續(xù)滑下到高度為h2的位置B時，速度的大小為v2。在由高度h1滑到高度h2的過程中，重力做的功為W。（1）根據(jù)動能定理列出方程，描述小球在A、B兩點間動能的關(guān)系。（2）根據(jù)重力做功與重力勢能的關(guān)系，把以上方程變形，以反映出小球運動過程中機械能是守恒的本節(jié)課反饋（學(xué)生意見和建議反饋本節(jié)課掌握情況）：

參考答案：課前復(fù)習(xí)：一、2、mgh地球參考平面位置路徑機械能減小增大減少量Ep1－Ep2無關(guān)越大越大動能勢能√×√√××課堂講解：例1、答案：D解析：物體的重力勢能與參考面有關(guān)，同一物體在同一位置相對不同的參考面時，重力勢能不同，選項A錯誤；物體在零勢能面以上，與零勢能面的距離越大，重力勢能越大，物體在零勢能面以下，與零勢能面的距離越大，重力勢能越小，選項B錯誤；重力勢能中的正、負(fù)號表示大小，－5J的重力勢能小于－3J的重力勢能，選項C錯誤；重力做的功等于重力勢能變化量的負(fù)值。變式1、答案：（1）-mghmgh（2）mghmgh例2、答案：BD。解析：做勻速直線運動的物體，若重力或彈力做功，必定還有其他力做功，所以做勻速直線運動的物體機械能不一定守恒，A錯誤。做勻變速直線運動的物體，可能只有重力做功(如自由落體運動)，物體的機械能可能守恒，B正確。合力對物體做功為零時，物體的動能不變，但勢能有可能變化，機械能不一定守恒，C錯誤。D中的敘述符合機械能守恒的條件，D正確。例3、答案：CD解析甲圖中物體A的重力和彈簧彈力做功，物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，但物體A機械能不守恒，A錯誤；乙圖中物體B除受重力外，還受A的支持力，A的支持力對B做負(fù)功，B的機械能減小，B的機械能不守恒，但從能量轉(zhuǎn)化角度看，A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒，B錯誤；丙圖中繩子張力對A做負(fù)功，對B做正功，代數(shù)和為零，A、B系統(tǒng)機械能守恒，C正確；丁圖中小球在豎直平面內(nèi)來回擺動過程中，只有重力做功，機械能守恒，D正確答案：A解析：不計空氣阻力的拋體運動，機械能守恒。故以相同的速率向不同的方向拋出落至同一水平地面時，物體速度的大小相等。故只有選項A正確。答案：B解析：摩天輪在轉(zhuǎn)動的過程中，小明的高度不斷發(fā)生變化，小明的重力勢能也在發(fā)生變化，故A錯誤；由于摩天輪勻速轉(zhuǎn)動，所以小明的動能保持不變，故B正確；小明所具有的機械能等于他的動能與重力勢能之和，由于其動能不變，而重力勢能隨著其高度的變化而變化，所以小明的機械能也在不斷變化，當(dāng)其上升時，機械能增加，故C、D錯誤。課后鞏固1、答案：C解析：將石塊拋出后，石塊在水平方向上做勻速直線運動，豎直方向上做勻變速直線運動。在豎直方向有h＝v0sinθ·t－eq\f(1,2)gt2，由此式可知，對于不同的拋射角θ，石塊落地的時間不相同，所以A錯誤；由水平位移x＝v0cosθ·t和h＝v0sinθ·t－eq\f(1,2)gt2可知，對于不同的拋射角θ，石塊落地時的水平射程不同，所以B錯誤；石塊運動過程中，只有重力做功，所以機械能守恒，因初速度大小不變，所以對于不同的拋射角θ，石塊落地時的機械能相同，所以C正確；在豎直方向，由vy2－(v0sinθ)2＝－2gh，可求石塊落地時的瞬時速度vy，再由P＝mgvy可知，對于不同的拋射角θ，石塊落地時重力的功率不相同，D錯誤。答案：B解析：小球的位移方向豎直向下，斜劈對小