【優(yōu)化方案】高三物理一輪復習 第5章第三節(jié)《機械能守恒定律》課件

第三節(jié)機械能守恒定律

課堂互動講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練第三節(jié)機械能守恒定律基礎知識梳理基礎知識梳理一、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．矢標性：重力勢能是___量，但有正、負，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、負的物理意義不同．重力高度mgh標參考平面4．特點(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．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系重力做正功時，重力勢能______；重力做負功時，重力勢能_____；重力做多少正(負)功，重力勢能就___________多少，即WG＝__________.地球物體參考平面絕對無關減小增大減小(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?。簭椥詣菽艿拇笮∨c_______及_________有關，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系彈力做正功，彈性勢能_____；彈力做負功，彈性勢能_____．即彈簧恢復原長過程中彈力做______，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功增大三、機械能守恒定律1．內容：在只有_____或_____做功的物體系統(tǒng)內，只存在動能與勢能的相互轉化，而總的機械能保持______．2．表達式(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、機械能守恒條件的理解及守恒判斷方法1．對機械能守恒條件的理解機械能守恒的條件是：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動，物體的機械能守恒．(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，物體的機械能守恒．2．判斷機械能是否守恒的幾種方法(1)利用機械能的定義判斷(直接判斷)：若物體在水平面勻速運動，其動能、勢能均不變，機械能不變．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，機械能守恒．(3)用能量轉化來判斷：若物體系統(tǒng)中只有動能和勢能的相互轉化而無機械能與其他形式的能的轉化，則物體系統(tǒng)機械能守恒．(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，否則機械能必定不守恒．特別提醒：機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；判斷機械能是否守恒時，要根據(jù)不同情景恰當?shù)剡x取判斷方法．即時應用

(即時突破，小試牛刀)1.(2011年河南鄭州測試)下列物體運動過程中滿足機械能守恒的是(

)A．跳傘運動員張開傘后，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，機械能守恒，B正確；火箭升空時，推力做正功，機械能增加，C不正確；拉著物體沿光滑斜面勻速上升時，機械能增加，D不正確．二、、機機械械能能守守恒恒定定律律的的應應用用1．定律律的三三種表表達形形式(1)E1＝E2或Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2，表示示系統(tǒng)統(tǒng)在初初狀態(tài)態(tài)機械械能等等于其其末狀狀態(tài)的的機械械能．．運用用這種種形式式表達達時，，應選選好零零勢能能面，，且初初、末末狀態(tài)態(tài)的高高度已已知，，系統(tǒng)統(tǒng)除地地球外外，只只有一一個物物體時時，用用這種種表達達形式式較方方便．．(2)ΔEp＝－ΔEk，表示示系統(tǒng)統(tǒng)(或物體體)機械能能守恒恒時，，系統(tǒng)統(tǒng)減少少(或增加加)的勢能能等于于增加加(或減少少)的總動動能．．應用用時，，關鍵鍵在于于分清清重力力勢能能的增增加量量和減減少量量，可可不選選參考考平面面而直直接計計算初初、末末狀態(tài)態(tài)的勢勢能差差．這這種表表達方方式一一般用用于始始末狀狀態(tài)的的高度度未知知，但但高度度變化化已知知的情情況．．(3)ΔEA增＝ΔEB減，表示若系系統(tǒng)由A、B兩部分組成成，則A部分物體機機械能的增增加量與B部分物體機機械能的減減少量相等等．以上三種表表達方式中中，(1)是最基本的的表達方式式，易于理理解和掌握握，但始、、末狀態(tài)的的動能和勢勢能要分析析全，防止止遺漏某種種形式的機機械能．應應用(2)、(3)方式列出的的方程簡捷捷，是同學學們應該重重點掌握的的，但在分分析勢能的的變化時易易出錯，要要引起注意意．2．解題的基基本步驟(1)正確選取研研究對象，，必須明確確研究對象象是一個系系統(tǒng)，而不不能是一個個單一的物物體．(2)分析研究對對象在運動動過程中的的受力情況況，明確各各力的做功功情況，判判斷機械能能是否守恒恒．(3)選取零勢能能面，確定定研究對象象在初、末末狀態(tài)的機機械能．(4)根據(jù)機械能能守恒定律律列出方程程．(5)解方程求出出結果，并并對結果進進行必要的的討論和說說明．特別提醒：：(1)在應用機械械能守恒解解決問題時時，首先要要判斷系統(tǒng)統(tǒng)的機械能能是否守恒恒，然后注注意選取恰恰當?shù)氖睾愫阈问搅惺绞角蠼猓?2)應特別關注注研究對象象的“一個過程”和“兩個狀態(tài)”．(3)零勢能面的的選取是任任意的，在在通常情況況下，一般般選取地面面或物體在在運動過程程中所達到到的最低水水平面為零零勢能面．．即時應用(即時突破，，小試牛刀刀)2.如圖5－3－1所示，在水水平臺面上上的A點，一個質質量為m的物體以初初速度v0被拋出，不不計空氣阻阻力，求它它到達臺面面下h處的B點時速度的的大?。畧D5－3－1經(jīng)典題型探究題型一“單個”物體的機械能守恒例1(2010年高考上海海物理卷)如圖5－3－2，ABC和ABD為兩個光滑滑固定軌道道，A、B、E在同一水平平面上，C、D、E在同一豎直直線上，D點距水平面面的高度為為h，C點的高度為為2h，一滑塊從從A點以初速度度v0分別沿兩軌軌道滑行到到C或D處后水平拋拋出．(1)求滑塊落到到水平面時時，落點與與E點間的距離離sC和sD；(2)為實現(xiàn)sC＜sD，v0應滿足什么么條件？【思路點撥】滑塊滑到軌軌道最高點點的過程中中機械能守守恒，離開開最高點做做平拋運動動．圖5－3－2(2011年蘇北四市市調研)如圖5－3－3所示，光滑滑固定的豎豎直桿上套套有一個質質量m＝0.4kg的小物塊A，不可伸長長的輕質細細繩通過固固定在墻壁壁上、大小小可忽略的的定滑輪D，連接小物物塊A和小物塊B，虛線CD水平，間距距d＝1.2m，此時連接接小物塊A的細繩與豎豎直桿的夾夾角為37°，小物塊A恰能保持靜靜止．現(xiàn)在在在小物塊塊B的下端掛一一個小物塊塊Q(未畫出)，小物塊A可從圖示位位置上升并并恰好能到到達C處．不計摩摩擦和空氣氣阻力，cos37°＝0.8、sin37°＝0.6，重力加加速度g取10m/s2.求：題型二多個物體組成的系統(tǒng)機械能守恒例2(1)小物塊A到達C處時的加加速度大大小；(2)小物塊B的質量；；(3)小物塊Q的質量．．圖5－3－3【解析】(1)當小物塊塊A到達C處時，由由受力分分析可知知：水平平方向受受力平衡衡，豎直直方向只只受重力力作用，，所以小小物塊A的加速度度a＝g＝10m/s2.(2)設小物塊塊B的質量為為mB，繩子拉拉力為FT；根據(jù)平平衡條件件：FTcos37°＝mgFT＝mBg聯(lián)立解得得mB＝0.5kg.【答案】(1)10m/s2(2)0.5kg(3)0.3kg變式訓練練1如圖5－3－4所示，光光滑圓柱柱被固定定在水平平平臺上上，用輕輕繩跨過過圓柱體體與兩小小球m1、m2相連(m1、m2分別為它它們的質質量)，開始時時讓m1放在平臺臺上，兩兩邊繩繃繃直，兩兩球從靜靜止開始始m1上升，m2下降，當當m1上升到圓圓柱的最最高點時時，繩子子突然斷斷裂，發(fā)發(fā)現(xiàn)m1恰能做平平拋運動動拋出．．求m2應為m1的多少倍倍？圖5－3－4(滿分樣板板8分)(2011年福建模模擬)如圖5－3－5所示，傾傾角為θ的光滑斜斜面上放放有兩個個質量均均為m的小球A和B，兩球之之間用一一根長為為L的輕桿相相連，下下面的小小球B離斜面底底端的高高度為h.兩球從靜靜止開始始下滑，，不計球球與地面面碰撞時時的機械械能損失失，且地地面光滑滑，求：：題型三機械能守恒定律與動能定理的綜合應用例3圖5－3－5(1)兩球都進進入光滑滑水平面面時兩小小球運動動的速度度大小；；(2)此過程中中桿對B球所做的的功．【思路點撥】解答本題時要要注意以下三三點：(1)A和B組成的系統(tǒng)在在下滑過程中中機械能守恒恒．(2)在水平面上，，A、B的速度相等．．(3)桿對B球的力在整個個過程中為變變力，變力的的功可應用動動能定理求解解．【方法技巧】對于計算系統(tǒng)統(tǒng)內彈力做功功問題，先根根據(jù)機械能守守恒求速度，，再利用動能能定理求功．．變式訓練2如圖5－3－6所示，質量