【三維設(shè)計(jì)】高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 第3單元 機(jī)械能守恒定律課件 新人教（安徽 北京專）

理知識(shí)第五章提能力第3單元明考向課堂考題領(lǐng)悟課下綜合提升

[思維啟動(dòng)]如圖5－3－1所示，小球m從A點(diǎn)由靜止開始下落到C點(diǎn)速度為零，則在此過程中，小球重力做________功(填“正”或“負(fù)”)，重力勢(shì)能________(填“增大”或“減小”)，重力勢(shì)能變化量為________，圖5－3－1小球由B到C階段，彈簧彈力做________功，彈性勢(shì)能________。(填“增大”或“減小”)提示：重力做正功，重力勢(shì)能減小，變化量為mg(h＋x)，彈簧彈力對(duì)小球做負(fù)功，彈性勢(shì)能增大。

[應(yīng)用升級(jí)]1．將質(zhì)量為100kg的物體從地面提升到10m高處，在這個(gè)過程中，下列說法中正確的是(取g＝10m/s2)(

)A．重力做正功，重力勢(shì)能增加1.0×104JB．重力做正功，重力勢(shì)能減少1.0×104JC．重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加1.0×104JD．重力做負(fù)功，重力勢(shì)能減少1.0×104J解析：重力方向向下而物體向上運(yùn)動(dòng)，則重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加mgh＝100×10×10J＝1.0×104J，C對(duì)。答案：C[思維啟動(dòng)動(dòng)]如圖5－3－2中的四幅幅圖表示示不同的的物理情情景，試試判斷物物體或系系統(tǒng)的機(jī)機(jī)械能是是否守恒恒。圖5－3－2圖甲：把把物體斜斜向上拋拋出到落落至海平平面，不不計(jì)空氣氣阻力物物體機(jī)械械能________(填“守恒”或“不守恒”，下同)。圖乙：物物體從靜靜止開始始以8m/s2的加速度度豎直下下落的過過程中機(jī)機(jī)械能________。圖丙：斜斜面體放放在光滑滑的水平平面上，，沖上光光滑斜面面頂端的的滑塊，，在上升升過程中中機(jī)械能能________。圖丁：用用輕質(zhì)桿桿連接質(zhì)質(zhì)量不等等的兩個(gè)個(gè)小球，，當(dāng)桿繞繞光滑軸軸O從水平位位置轉(zhuǎn)到到豎直位位置的過過程中，，兩球組組成的系系統(tǒng)機(jī)械械能________。提示：圖甲中物物體只有有重力做做功，機(jī)機(jī)械能守守恒。圖乙中物物體下落落的加速速度a＝8m/s2，一定有向上上的阻力做負(fù)負(fù)功，機(jī)械能能不守恒。圖丙中斜面放放在光滑水平平面上，滑塊塊沖上斜面后后，斜面體在在水平面上加加速運(yùn)動(dòng)，滑滑塊機(jī)械能不不守恒。圖丁中，將兩兩球看成一個(gè)個(gè)系統(tǒng)，只有有重力做功，，系統(tǒng)機(jī)械能能守恒。4．機(jī)械能守恒恒的三種表達(dá)達(dá)式[應(yīng)用升級(jí)]2.如圖5－3－3所示，某人以以平行斜面的拉力將物體體沿斜面拉下下，拉力大小等于摩擦力力大小。則下下列說法正確的是()圖5－3－3A．物體勻速下下滑B．合外力對(duì)物物體做的功等等于零C．物體的機(jī)械械能減少D．物體的機(jī)械械能保持不變變解析：由于物體所受受合外力不為為零，所以A、B均錯(cuò)誤；又因因?yàn)槲矬w下滑滑過程中，除除重力做功外外，拉力與摩摩擦力做功之之和為零，所所以物體的機(jī)機(jī)械能保持不不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。答案：D[知識(shí)檢索]機(jī)械能是否守守恒的幾種判判斷方法(1)利用機(jī)械能的的定義判斷(直接判斷)：若物體動(dòng)能能、勢(shì)能均不變，機(jī)機(jī)械能不變。。若一個(gè)物體體動(dòng)能不變、、重力勢(shì)能變變化，或重力力勢(shì)能不變、、動(dòng)能變化或或動(dòng)能和重力力勢(shì)能同時(shí)增增加(減小)，其機(jī)械能一一定變化。(2)用做功判斷斷：若物體體或系統(tǒng)只只有重力(或彈簧的彈彈力)做功，雖受受其他力，，但其他力力不做功，，機(jī)械能守守恒。(3)用能量轉(zhuǎn)化化來判斷：：若物體系系統(tǒng)中只有有動(dòng)能和勢(shì)勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化而而無機(jī)械能能與其他形形式的能的的轉(zhuǎn)化，則則物體系統(tǒng)統(tǒng)機(jī)械能守守恒。(4)對(duì)多個(gè)物體體組成的系系統(tǒng)，除考考慮外力是是否只有重重力做功外，還要要考慮系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)力做功功，如有滑滑動(dòng)摩擦力力做功時(shí)，，因有摩擦擦熱產(chǎn)生，，系統(tǒng)機(jī)械械能將有損損失。[典題例析][例1](2011·新課標(biāo)全國(guó)國(guó)卷改編)一蹦極運(yùn)動(dòng)動(dòng)員身系彈彈性蹦極繩繩從水面上上方的高臺(tái)臺(tái)下落，到到最低點(diǎn)時(shí)時(shí)距水面還還有數(shù)米距距離。假定定空氣阻力力可忽略，，運(yùn)動(dòng)員可可視為質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)，下列說說法錯(cuò)誤的的是()A．運(yùn)動(dòng)員到到達(dá)最低點(diǎn)點(diǎn)前重力勢(shì)勢(shì)能始終減減小B．蹦極繩張張緊后的下下落過程中中，彈性力力做負(fù)功，，彈性勢(shì)能增加C．蹦極過程程中，運(yùn)動(dòng)動(dòng)員、地球球和蹦極繩繩所組成的的系統(tǒng)機(jī)械能守恒恒D．蹦極過程程中，重力力勢(shì)能的改改變與重力力勢(shì)能零點(diǎn)點(diǎn)的選取有關(guān)[審題指導(dǎo)]解答本題時(shí)時(shí)應(yīng)注意以以下三點(diǎn)：：(1)重力做功、、彈力做功功與對(duì)應(yīng)勢(shì)勢(shì)能變化的的關(guān)系。(2)重力勢(shì)能及及其變化量量與零勢(shì)點(diǎn)點(diǎn)選取的關(guān)關(guān)系。(3)判斷機(jī)械能能守恒時(shí)所所選取的系系統(tǒng)。[解析]重力做功決決定重力勢(shì)勢(shì)能的變化化，隨著高高度的降低低，重力一一直做正功功，重力勢(shì)勢(shì)能一直減減小，故A選項(xiàng)正確；；彈性勢(shì)能能的變化取取決于彈力力做功，當(dāng)當(dāng)蹦極繩張張緊后，隨隨著運(yùn)動(dòng)員員的下落彈彈力一直做做負(fù)功，彈彈性勢(shì)能一一直增大，，故B選項(xiàng)正確；；在蹦極過過程中，由由于只有重重力和蹦極極繩的彈力力做功，故故由運(yùn)動(dòng)員員、地球及及蹦極繩組組成的系統(tǒng)統(tǒng)機(jī)械能守守恒，故選選項(xiàng)C正確；重力力勢(shì)能的大大小與勢(shì)能能零點(diǎn)的選選取有關(guān)，，而勢(shì)能的的改變與勢(shì)勢(shì)能零點(diǎn)選選取無關(guān)，，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。[答案]D[拓展訓(xùn)練]1.如圖5－3－4所示，斜劈劈劈尖頂著著豎直墻壁靜止止于水平面面上，現(xiàn)將將一小球從圖示位位置靜止釋釋放，不計(jì)計(jì)一切摩擦，則在在小球從釋釋放到落至至地面圖圖5－3－4的過程中，，下列說法法正確的是是()A．斜劈對(duì)小小球的彈力力不做功B．斜劈與小小球組成的的系統(tǒng)機(jī)械械能守恒C．斜劈的機(jī)機(jī)械能守恒恒D．小球重力力勢(shì)能減小小量等于斜斜劈動(dòng)能的的增加量解析：答案：B[知識(shí)檢索]應(yīng)用用機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒定定律律的的基基本本思思路路(1)選取取研研究究對(duì)對(duì)象象。。(2)根據(jù)據(jù)研研究究對(duì)對(duì)象象所所經(jīng)經(jīng)歷歷的的物物理理過過程程，，進(jìn)進(jìn)行行受受力力、、做做功功分分析，，判判斷斷機(jī)機(jī)械械能能是是否否守守恒恒。。(3)恰當(dāng)當(dāng)?shù)氐剡x選取取參參考考平平面面，，確確定定研研究究對(duì)對(duì)象象在在過過程程的的初初、、末末狀態(tài)態(tài)時(shí)時(shí)的的機(jī)機(jī)械械能能。。(4)選[典題題例例析析][例2]如圖圖5－3－5所示示，，斜斜面面軌軌道AB與水水平平面面之之間間的的夾夾角角θ＝53°°，BD為半半徑徑R＝4m的圓圓弧弧形形軌軌道道，，且且B點(diǎn)與與D點(diǎn)在在同同一一水水平平面面上上，，在在B點(diǎn)，圖圖5－3－5斜面軌道AB與圓弧形軌道道BD相切，整個(gè)軌軌道處于豎直直平面內(nèi)且處處處光滑，在在A點(diǎn)處有一質(zhì)量量m＝1kg的小球由靜止止滑下，經(jīng)過過B、C兩點(diǎn)后從D點(diǎn)斜拋出去，，最后落在地地面上的S點(diǎn)時(shí)的速度大大小vS＝8m/s，已知A點(diǎn)距地面的高高度H＝10m，B點(diǎn)距地面的高高度h＝5m，設(shè)以MDN為分界線，其其左邊為一阻阻力場(chǎng)區(qū)域，，右邊為真空(1)小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度為為多大？(2)小球經(jīng)過圓弧弧軌道最低處處C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的的壓力多大？？(3)小球從D點(diǎn)拋出后，受受到的阻力Ff與其瞬時(shí)速度度方向始終相相反，求小球球從D點(diǎn)至S點(diǎn)的過程中阻阻力Ff所做的功。[審題指導(dǎo)]解答本題時(shí)應(yīng)應(yīng)注意以下三三點(diǎn)：(1)軌道ABCD光滑，只有重重力對(duì)小球做做功。(2)MN左側(cè)阻力場(chǎng)區(qū)區(qū)域，有阻力力對(duì)小球做負(fù)負(fù)功。(3)B、D等高，兩處小小球速度大小小相等。[答案](1)10m/s(2)43N(3)－68J[拓展訓(xùn)練]2．光滑曲面軌軌道置于高度度為H＝1.8m的平臺(tái)上，其其末端切線水平；另另有一長(zhǎng)木板板兩端分別擱擱在軌道末端端點(diǎn)和水平地地面間，構(gòu)成成傾角為θ＝37°的斜面，如圖圖5－3－6所示。一個(gè)可可視作質(zhì)點(diǎn)的的質(zhì)量為m＝1kg的小球，從光光滑曲面上由由靜止開始下下滑(不計(jì)空氣阻力力，圖5－3－6(1)若小球從高h(yuǎn)＝0.2m處下滑，則小小球離開平臺(tái)臺(tái)時(shí)速度v0的大小是多少少？(2)若小球下滑后后正好落在木木板的末端，，則釋放小球球的高度h為多大大？(3)試推導(dǎo)導(dǎo)小球球下滑滑后第第一次次撞擊擊木板板時(shí)的的動(dòng)能能與它它下滑滑高度h的關(guān)系系表達(dá)達(dá)式。。答案：(1)2m/s(2)0.8m(3)Ek＝32.5h[知識(shí)檢檢索](1)對(duì)多個(gè)個(gè)物體體組成成的系系統(tǒng)要要注意意判斷斷物體體運(yùn)動(dòng)動(dòng)過程程中，，系統(tǒng)的的機(jī)械械能是是否守守恒。。(2)注意尋尋找用用繩或或桿相相連接接的物物體間間的速速度關(guān)關(guān)系和和位移關(guān)系系。(3)列機(jī)械械能守守恒方方程時(shí)時(shí)，一一般選選用ΔEk＝－ΔEp的形式式。[典題例例析][例3]如圖5－3－7所示，，長(zhǎng)為為L(zhǎng)的輕桿，一一端裝裝有固固定光光滑的的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)軸O，另一端及及中點(diǎn)點(diǎn)固定定著質(zhì)質(zhì)量相相同的的B球和A球，將將輕桿桿從水水平位位置由由靜止止釋放放，當(dāng)當(dāng)圖圖5－3－7輕桿擺擺至豎豎直位位置時(shí)時(shí)，A、B兩球的的速度度大小小各是是多少少？[審題指指導(dǎo)]A、B兩球各各自的的機(jī)械械能并并不守守恒，，所以以應(yīng)用用機(jī)械械能守守恒定定律時(shí)時(shí)，必必須選選A、B組成的的系統(tǒng)統(tǒng)為研研究對(duì)對(duì)象，，又由由于A、B[拓展訓(xùn)訓(xùn)練]3.如圖5－3－8所示，，在光光滑固固定的的曲面面上，放放有兩兩個(gè)質(zhì)質(zhì)量分分別為為1kg和2kg的可視為為質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)的小小球A和B，兩球球之間間用一根輕輕質(zhì)彈彈簧相相連，，用手手拿著著A如圖所所圖圖5－3－8示豎直直放置置，AB間距離離L＝0.2m，小球球B剛剛與與曲面面接觸且距距水平平面的的高度度h＝0.1m。此時(shí)時(shí)彈簧簧的彈彈性勢(shì)勢(shì)能Ep＝1J，自由由釋放放后兩兩球以以及彈彈簧從從靜止止開始始下滑滑到光光滑地地面上上，以以后一一直沿沿光滑滑地面面運(yùn)動(dòng)動(dòng)，不不計(jì)一一切碰碰撞時(shí)時(shí)機(jī)械械能的的損失失，g取10m/s2。則下列列說法中中正確的的是()答案：B1.(2011·阜陽模擬擬)如圖5－3－9所示，A、B兩球質(zhì)量量相等，，A球用不能伸伸長(zhǎng)的輕繩系于O點(diǎn)，B球用輕彈簧簧系于O′點(diǎn)，O與O′點(diǎn)在同一水水平面上，，分別將A、圖圖5－3－9B球拉到與懸懸點(diǎn)等高處處，使繩和和輕彈簧均均處于水平平，彈簧處于自然然狀態(tài)，將將兩球分別別由靜止開開始釋放，，當(dāng)兩球達(dá)到各自懸懸點(diǎn)的正下下方時(shí)，兩兩球仍處在在同一水平平面上，則()A．兩球到達(dá)達(dá)各自懸點(diǎn)點(diǎn)的正下方方時(shí)，兩球球動(dòng)能相等等B．兩球到達(dá)達(dá)各自懸點(diǎn)點(diǎn)的正下方方時(shí)，A球動(dòng)能較大大C．兩球到達(dá)達(dá)各自懸點(diǎn)點(diǎn)的正下方方時(shí)，B球動(dòng)能較大大D．兩球到達(dá)達(dá)各自懸點(diǎn)點(diǎn)的正下方方時(shí)，A球受到向上上的拉力較小解析：整個(gè)過程中中兩球減少少的重力勢(shì)勢(shì)能相等，，A球減少的重重力勢(shì)能完完全轉(zhuǎn)化為為A球的動(dòng)能，，B球減少的重重力勢(shì)能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為B球的動(dòng)能和和彈簧的彈彈性勢(shì)能，，所以A球的動(dòng)能大大于B球的動(dòng)能，，所以B正確；在O點(diǎn)正下方位位置根據(jù)牛牛頓第二定定律，小球球所受拉力力與重力的的合力提供供向心力，，則A球受到的拉拉力較大，，所以D錯(cuò)誤。答案：B2．(2012·徐州模擬)有一豎直放放置的“T”形架，表面面光滑，滑滑塊A、B分別套在水平桿與與豎直桿上上，A、B用一不可伸長(zhǎng)的輕輕細(xì)繩相連連，A、B質(zhì)量相等，且可看看做質(zhì)點(diǎn)，，如圖5－3－10所圖圖5－3－10示，，開開始始時(shí)時(shí)細(xì)細(xì)繩繩水水平平伸伸直直，，A、B靜止止。。由由靜靜止止釋釋放放B后，，已已知知當(dāng)當(dāng)細(xì)細(xì)繩繩與與豎豎直直方方向向的的夾夾角角為為60°°時(shí)，滑塊B沿著豎直桿下下滑的速度為為v，則連接A、B的繩長(zhǎng)為()答案：D答案：C4.(2011·福建高考)如圖5－3－11為某種魚餌自動(dòng)投放器中中的投餌管裝裝置示意圖，，其下半部AB是一長(zhǎng)為2R的豎直細(xì)管，，上半部BC是半徑為R