高三物理機(jī)械能守恒定律

關(guān)于高三物理機(jī)械能守恒定律第一頁，共二十四頁，2022年，8月28日一、重力做功的特點(diǎn)與重力勢(shì)能1、重力做功的特點(diǎn)：重力做功與路徑無關(guān)，只與始末位置的豎直高度差有關(guān)，當(dāng)重力為的物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，無論走過怎樣的路徑，只要A、B兩點(diǎn)間豎直高度差為h，重力mg所做的功均為第二頁，共二十四頁，2022年，8月28日2、重力勢(shì)能：物體由于被舉高而具有的能叫重力勢(shì)能。其表達(dá)式為：其中h為物體所在處相對(duì)于所選取的零勢(shì)面的豎直高度，而零勢(shì)面的選取可以是任意的，一般是取地面為重力勢(shì)能的零勢(shì)面。由于零勢(shì)面的選取可以是任意的，所以一個(gè)物體在某一狀態(tài)下所具有的重力勢(shì)能的值將隨零勢(shì)面的選取而不同，但物體經(jīng)歷的某一過程中重力勢(shì)能的變化卻與零勢(shì)面的選取無關(guān)。第三頁，共二十四頁，2022年，8月28日3、重力做功與重力勢(shì)能變化間的關(guān)系：a.重力做正功時(shí)，重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功-ΔEP=WGb.克服重力做功時(shí)，重力勢(shì)能增加，增加的重力勢(shì)能等于克服重力所做的功ΔEP=-WG二.彈性勢(shì)能1.發(fā)生彈性形變的物體具有的能叫做彈性勢(shì)能.2.彈性勢(shì)能的大小跟物體形變的大小有關(guān)，重力做的功總等于重力勢(shì)能的減少量，第四頁，共二十四頁，2022年，8月28日三、機(jī)械能守恒定律1、機(jī)械能：動(dòng)能和勢(shì)能的總和稱機(jī)械能。而勢(shì)能中除了重力勢(shì)能外還有彈性勢(shì)能。所謂彈性勢(shì)能批量的是物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能。2、機(jī)械能守恒守律：只有重力做功和彈力做功時(shí)，動(dòng)能和重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能間相互轉(zhuǎn)換，但機(jī)械能的總量保持不變，這就是所謂的機(jī)械能守恒定律。3、機(jī)械能守恒定律的適用條件：（1）對(duì)單個(gè)物體，只有重力或彈力做功．（2）對(duì)某一系統(tǒng),物體間只有動(dòng)能和重力勢(shì)能及彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,系統(tǒng)跟外界沒有發(fā)生機(jī)械能的傳遞,機(jī)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(jī)械能守恒．第五頁，共二十四頁，2022年，8月28日（3）定律既適用于一個(gè)物體(實(shí)為一個(gè)物體與地球組成的系統(tǒng))，又適用于幾個(gè)物體組成的物體系，但前提必須滿足機(jī)械能守恒的條件．機(jī)械能守恒定律適用于只有重力和彈簧的彈力做功的情況，應(yīng)用于光滑斜面、光滑曲面、自由落體運(yùn)動(dòng)、上拋、下拋、平拋運(yùn)動(dòng)、單擺、豎直平面的圓周運(yùn)動(dòng)、彈簧振子等情況。第六頁，共二十四頁，2022年，8月28日4、定律的三種理解及表達(dá)形式：（1）系統(tǒng)在初狀態(tài)的總機(jī)械能等于末狀態(tài)的總機(jī)械能即E1=E2

或1/2mv12+mgh1=1/2mv22+mgh2

注意初、末態(tài)選同一參考面．（2）物體(或系統(tǒng))減少的勢(shì)能等于物體(或系統(tǒng))增加的動(dòng)能，反之亦然。即-ΔEP=ΔEK

（3）若系統(tǒng)內(nèi)只有A、B兩個(gè)物體，則A減少的機(jī)械能ΔEA等于B增加的機(jī)械能ΔEB,即-ΔEA=ΔEB注意（2）、（3）不需要選參考面第七頁，共二十四頁，2022年，8月28日明確研究對(duì)象（系統(tǒng)）、受力分析檢驗(yàn)條件、確定研究過程、確定零勢(shì)能面、

列出方程、

求解未知量。

5、應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的解題步驟：第八頁，共二十四頁，2022年，8月28日006.江蘇南通08屆第一次調(diào)研測(cè)試2

mv0h

2．如圖所示，某人將質(zhì)量為m的石塊從距地面h高處斜向上方拋出，石塊拋出時(shí)的速度大小為v0，不計(jì)空氣阻力，石塊落地時(shí)的動(dòng)能為 （）A． B． C．

D．

D第九頁，共二十四頁，2022年，8月28日022.福州三中07—08學(xué)年第三次月考5

5．光滑斜面軌道與光滑的圓軌道相切，如圖所示，圓軌道半徑為R，當(dāng)a球自斜面上h高處某點(diǎn)無初速滑下進(jìn)入圓軌道時(shí)，小球能達(dá)到的最大高度可以為（）A．等于h

B．小于h

C．大于h

D．等于2RRhABD第十頁，共二十四頁，2022年，8月28日033.上海嘉定區(qū)2007學(xué)年上學(xué)期調(diào)研88、如圖所示，傾斜軌道AC與圓軌道CD相切于C，圓軌道半徑為R，兩軌道在同一豎直平面內(nèi)，D是圓軌道的最高點(diǎn)，B點(diǎn)是圓周上的一點(diǎn)，DB所對(duì)的圓心角為90°。將一個(gè)小球從斜軌道上的某處由靜止釋放，它下滑到C點(diǎn)后便進(jìn)入圓軌道，要想使它上升到D點(diǎn)后再落到軌道上，不計(jì)摩擦，下列說法正確的是：（）A.釋放點(diǎn)須與D點(diǎn)等高B.釋放點(diǎn)須比D點(diǎn)高R/4C.釋放點(diǎn)至少比D點(diǎn)高R/2D.小球從D點(diǎn)經(jīng)過B點(diǎn)落到軌道AC上是不可能的ADCBCD第十一頁，共二十四頁，2022年，8月28日032.上海虹口區(qū)07學(xué)年度第一學(xué)期期終教學(xué)檢測(cè)33.如圖所示，兩個(gè)相同的小球分別用一根輕繩和輕彈簧的一端連接，輕繩和輕彈簧的另一端被懸掛在同一高度。現(xiàn)將兩個(gè)小球都拉至相同的高度，此時(shí)彈簧長(zhǎng)度為原長(zhǎng)且與繩長(zhǎng)相等。靜止釋放兩個(gè)小球以后，下列正確的說法是()A．兩小球運(yùn)動(dòng)到各自的最低點(diǎn)時(shí)的速度相同。

B．與輕繩連接的小球在最低點(diǎn)時(shí)的速度較大。

C．與輕彈簧連接的小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能不守恒。

D．與輕繩連接的小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能不守恒。C第十二頁，共二十四頁，2022年，8月28日058.08年蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市教學(xué)情況調(diào)查（二）77．在“蹦極”運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員身系一根自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)、彈性良好的輕質(zhì)柔軟橡皮繩，從高處由靜止開始下落到達(dá)最低點(diǎn)．在此下落過程中若不計(jì)空氣阻力，則下列說法正確的是()A．下落高度為L(zhǎng)時(shí)，人的動(dòng)能最大，繩的彈性勢(shì)能同時(shí)也達(dá)到最大B．下落高度為L(zhǎng)后，在繼續(xù)下落的過程中，人的動(dòng)能先增大后變小，繩的彈性勢(shì)能一直變大C．下落高度為L(zhǎng)后，在繼續(xù)下落的過程中，人的機(jī)械能的減少量等于繩的彈性勢(shì)能的增加量D．下落高度為L(zhǎng)后，在繼續(xù)下落到達(dá)最低點(diǎn)過程中，人的動(dòng)能的減少量等于繩的彈性勢(shì)能的增加量BC第十三頁，共二十四頁，2022年，8月28日002.南京師大08屆《物理之友》力學(xué)綜合(二)57．打開水龍頭，水順流而下，仔細(xì)觀察將會(huì)發(fā)現(xiàn)連續(xù)的水流柱的直徑在流下的過程中，是逐漸減小的（即上粗下細(xì)），設(shè)水龍頭出口處半徑為1cm，安裝在離接水盆75cm高處，如果測(cè)得水在出口處的速度大小為1m/s，g=10m/s2，則水流柱落到盆中的半徑()A．1cmB．0.75cmC．0.5cmD．0.25cm解：由機(jī)械能守恒定律得水流體積不變，r=0.5cmC第十四頁，共二十四頁，2022年，8月28日021.華南師大附中207—208學(xué)年度綜合測(cè)試(二)9

9．一小球以初速度v0豎直上拋，它能到達(dá)的最大高度為H，問下列幾種情況中，哪種情況小球不可能達(dá)到高度H（忽略空氣阻力）（）

A．以初速v0沿光滑斜面向上運(yùn)動(dòng)（圖a）

B．以初速v0沿光滑的拋物線軌道，從最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)（圖b）

C．以初速v0沿半徑為R的光滑圓軌道，從最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)（圖c，H>R>H/2）。

D．以初速v0沿半徑為R的光滑圓軌道，從最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)（圖d，R>H）。

Hh>Hv0v0v0v0h>HR>HOOH>R>H/2（a）（b）（c）（d）C第十五頁，共二十四頁，2022年，8月28日001.南京師大08屆《物理之友》力學(xué)綜合(一)210.如圖所示，A、B兩物體用一根跨過定滑輪的細(xì)繩相連，置于固定斜面體的兩個(gè)斜面的相同高度，處于靜止?fàn)顟B(tài)，兩斜面的傾角分別是530和370，若不計(jì)摩擦，剪斷細(xì)繩后下列說法中正確的是（）A．兩物體著地時(shí)的速度可能相同B．兩物體著地時(shí)的動(dòng)能一定相同C．兩物體著地時(shí)的機(jī)械能一定不同D．兩物體著地時(shí)所受重力的功率一定相同α

βABCD解見下頁第十六頁，共二十四頁，2022年，8月28日解：α

βAB兩物體著地時(shí)的速度大小都為，但速度方向不同，A錯(cuò)。靜止時(shí)有得所以物體開始時(shí)機(jī)械能不等，下滑過程中機(jī)械能守恒，所以B錯(cuò)C對(duì)。第十七頁，共二十四頁，2022年，8月28日001.南京師大08屆《物理之友》力學(xué)綜合(一)712．質(zhì)量不計(jì)的直角形支架兩端分別連接質(zhì)量為m和2m的小球A和B。支架的兩直角邊長(zhǎng)度分別為2l和l，支架可繞固定軸O在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示，開始時(shí)OA邊處于水平位置，由靜止釋放，則

()A．A球的最大速度為B．A球的速度最大時(shí)，兩小球的總重力勢(shì)能最小C．A球的速度最大時(shí)，兩直角邊與豎直方向的夾角為45°D．A、B兩球的最大速度之比v1∶v2=2∶1BAm2m2llOBCD解見下頁第十八頁，共二十四頁，2022年，8月28日解：由v=ωr得

v1∶v2=2∶1，D對(duì)由機(jī)械能守恒定律，A、B兩球的速度最大時(shí)，兩小球的動(dòng)能最大，兩小球的總重力勢(shì)能最小，B對(duì)設(shè)支架轉(zhuǎn)過角θ時(shí)，由機(jī)械能守恒定律當(dāng)θ=45°時(shí)A、B兩球的速度最大，解得C對(duì)A錯(cuò)BAm2m2llO第十九頁，共二十四頁，2022年，8月28日001.南京師大08屆《物理之友》力學(xué)綜合(一)17、

5．在豎直平面內(nèi)，一根光滑金屬桿彎成如圖所示形狀,相應(yīng)的曲線方程為(單位:m),式中k＝1m-1。將一光滑小環(huán)套在該金屬桿上，并從x0＝0處以v0＝5m/s的初速度沿桿向下運(yùn)動(dòng)，取重力加速度g＝10m/s2。求（1）當(dāng)小環(huán)運(yùn)動(dòng)到時(shí)的速度大??；（2）該小環(huán)在x軸方向能運(yùn)動(dòng)到的最遠(yuǎn)處的坐標(biāo)x2。0y/mx/m第二十頁，共二十四頁，2022年，8月28日0y/mx/m解：x0=0,y0=-1.25my1=-2.5m由機(jī)械能守恒定律，（2）由機(jī)械能守恒定律，∴

y2

=0代入得小環(huán)在x軸方向最遠(yuǎn)能運(yùn)動(dòng)到處第二十一頁，共二十四頁，2022年，8月28日066.珠海市2008年高考模擬考試

1212．如圖，一物體從光滑斜面AB底端A點(diǎn)以初速度v0上滑，沿斜面上升的最大高度為h．下列說法中正確的是（設(shè)下列情境中物體從A點(diǎn)上滑的初速度仍為v0）（）A．若把斜面CB部分截去，物體沖過C點(diǎn)后上升的最大高度仍為hB．若把斜面AB變成曲面AEB，物體沿此曲面上升仍能到達(dá)B點(diǎn)C．若把斜面彎成圓如圖中的弧形D，物體仍沿圓弧升高h(yuǎn)D．