高三一輪復習-機械能守恒定律及其應用導學案

PAGEPAGE4機械能守恒定律及其應用導學案【自主知識梳理】一、重力勢能重力做功的特點：重力勢能：重力做功與重力勢能變化間的關(guān)系：重力做的功總等于重力勢能的的量，即a.重力做正功時，重力勢能b.克服重力做功時，重力勢能，二、彈性勢能1.發(fā)生彈性形變的物體具有的能叫做彈性勢能2.彈性勢能的大小跟有關(guān)3.彈性勢能的變化與彈力做功的關(guān)系:三、機械能守恒定律1.機械能：2、機械能守恒守律：3、機械能守恒定律的適用條件：（1）對單個物體，只有重力或彈力做功．（2）對某一系統(tǒng),物體間只有動能和重力勢能及彈性勢能相互轉(zhuǎn)化,系統(tǒng)跟外界沒有發(fā)生機械能的傳遞,機械能也沒有轉(zhuǎn)變成其它形式的能(如沒有內(nèi)能產(chǎn)生)，則系統(tǒng)的機械能守恒．（3）定律既適用于一個物體(實為一個物體與地球組成的系統(tǒng))，又適用于幾個物體組成的物體系，但前提必須滿足機械能守恒的條件．一、概念規(guī)律題組1．在下列幾個實例中，機械能守恒的是()A．在平衡力作用下運動的物體B．物體沿光滑圓弧曲面自由下滑C．在粗糙斜面上下滑的物體，下滑過程中受到沿斜面向下的拉力，拉力大小大于滑動摩擦力D．如圖1所示，在光滑水平面上壓縮彈簧過程中的小球2．當重力對物體做正功時，物體的()A．重力勢能一定增加，動能一定減小B．重力勢能一定減小，動能一定增加C．重力勢能不一定減小，動能一定增加D．重力勢能一定減小，動能不一定減小3．從高為h處以速度v0豎直向上拋出一個質(zhì)量為m的小球，如圖2所示．若取拋出點物體的重力勢能為0，不計空氣阻力，則物體著地時的機械能為()A．mghB．mgh＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)C.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)D.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－mgh4．從高處自由下落的物體，它的重力勢能Ep和機械能E隨下落的高度h的變化圖線(下圖)正確的是()二、思想方法題組5．木塊靜止掛在繩子下端，一子彈以水平速度射入木塊并留在其中，再與木塊一起共同擺到一定高度，如圖3所示，從子彈開始入射到共同上擺到最大高度的過程中，下面說法正確的是()A．子彈的機械能守恒B．木塊的機械能守恒C．子彈和木塊的總機械能守恒D．以上說法都不對6．如圖4所示，兩個質(zhì)量相同的小球A和B，分別用線懸在等高的O1、O2兩點，A球的懸線比B球的懸線長，把兩球的懸線拉到水平后將小球無初速度的釋放，則經(jīng)過最低點時(以懸點為零勢能點)，下列說法不正確的是()A．A球的速度大于B球的速度B．A球的動能大于B球的動能C．A球的機械能大于B球的機械能D．A球的機械能等于B球的機械能一、機械能守恒的判斷方法1．機械能守恒的條件：2．機械能守恒的判斷方法(1)從機械能的定義直接判斷：若物體動能、勢能均不變，機械能不變．若一個物體動能不變，重力勢能變化，或重力勢能不變，動能變化或動能和重力勢能同時增加(或減小)，其機械能一定變化．(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，雖受其他外力，但其他外力不做功，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)化而無機械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)的機械能守恒．【例1】下列運動中能滿足機械能守恒的是()A．手榴彈從手中拋出后的運動B．子彈射穿木塊C．細繩一端固定，另一端拴著一個小球，使小球在光滑水平面上做勻速圓周運動D．吊車將貨物勻速吊起[規(guī)范思維]二、機械能守恒定律及應用1．用守恒的觀點表示，2．用轉(zhuǎn)化的觀點表示，3．用轉(zhuǎn)移的觀點表示3．(2010·福建·17)如圖10甲所示，質(zhì)量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t＝0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復．通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力F隨時間t變化的圖象如圖乙所示，則()A．t1時刻小球動能最大B．t2時刻小球動能最大C．t2～t3這段時間內(nèi)，小球的動能先增加后減少D．t2～t3這段時間內(nèi)，小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能4．(2011·湖北黃岡中學、襄樊四中聯(lián)考)如圖11所示，長為L的輕桿一端固定一質(zhì)量為m的小球，另一端安裝在固定轉(zhuǎn)動軸O上，桿可在豎直平面內(nèi)繞軸O無摩擦地轉(zhuǎn)動．若在最低點P處給小球一沿切線方向的初速度v0＝2eq\r(gL).不計空氣阻力，則()A．小球不可能到達圓軌道的最高點QB．小球能到達圓周軌道的最高點Q，且在Q點受到輕桿向上的彈力C．小球能到達圓周軌道的最高點Q，且在Q點受到輕桿向下的彈力D．小球能到達圓周軌道的最高點Q，但在Q點不受輕桿的彈力5．(上海高考.8)物體做自由落體運動，Ek代表動能，Ep代表勢能，h代表下落的距離，以水平地面為零勢能面，下列所示圖象中，能正確反映各物理量之間關(guān)系的是()6．(2011·泰州市聯(lián)考)如圖12所示，半徑為R的豎直固定光滑圓軌道內(nèi)側(cè)底部靜止著一個光滑小球，現(xiàn)給小球一個沖擊使其在瞬間得到一個水平初速度v0，若v0大小不同，則小球能夠上升到的最大高度(距離底部)也不同．下列說法中正確的是()A．如果v0＝eq\r(gR)，則小球能夠上升的最大高度為eq\f(R,2)B．如果v0＝eq\r(2gR)，則小球能夠上升的最大高度為eq\f(R,2)C．如果v0＝eq\r(3gR)，則小球能夠上升的最大高度為eq\f(3R,2)D．如果v0＝eq\r(5gR)，則小球能夠上升的最大高度為2R7．如圖13所示，一根不可伸長的輕繩兩端分別系著小球A和物塊B，跨過固定于斜面體頂端的小滑輪O，傾角為θ＝30°的斜面體置于水平地面上．A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為4m.開始時，用手托住A，使OA段繩恰處于水平伸直狀態(tài)(繩中無拉力)，OB繩平行于斜面，此時B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，下列判斷中錯誤的是()A．物塊B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C．小球A的機械能守恒D．小球A的機械能不守恒，A、B系統(tǒng)的機械能守恒題號1234567答案8.一質(zhì)量為50kg的男孩在距離河流40m高的橋上做“蹦極跳”，原長長度為14m的彈性繩AB一端系著他的雙腳，另一端則固定在橋上的A點，如圖14(a)所示，然后男孩從橋面下墜直至貼近水面的最低點D.男孩的速率v跟下墜的距離h的變化關(guān)系如圖(b)所示，假定繩在整個運動過程中遵守胡克定律(不考慮空氣阻力、男孩的大小和繩的質(zhì)量，g取10m圖14(1)當男孩在D點時，繩所儲存的彈性勢能；(2)繩的勁度系數(shù)；(3)討論男孩在AB、BC和CD期間運動時作用于男孩的力的情況．【能力提升】9．(2009·山東·24)如圖15所示，某貨場需將質(zhì)量為m1＝100kg的貨物(可視為質(zhì)點)從高處運送至地面，為避免貨物與地面發(fā)生撞擊，現(xiàn)利用固定于地面的光滑四分之一圓軌道，使貨物由軌道頂端無初速滑下，軌道半徑R＝1.8m．地面上緊靠軌道依次排放兩塊完全相同的木板A、B，長度均為l＝2m，質(zhì)量均為m2＝100kg，木板上表面與軌道末端相切．貨物與木板間的動摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ2＝0.2.(最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，取g＝10圖15(1)求貨物到達圓軌道末端時對軌道的壓力．(2)若貨物滑上木板A時，木板不動，而滑上木板B時，木板B開始滑動，求μ1應滿足的條件．(3)若μ1＝0.5，求貨物滑到木板A末端時的速度和在木板A上運動的時間．10．(2011·四川省鐘祥中學期中)如圖所示，一小球從A點以某一水平向右的初速度出發(fā)，沿水平直線軌道運動到B點后，進入半徑R＝10cm的光滑豎直圓形軌道，圓形軌道間不相互重疊，即小球離開圓形軌道后可