高考物理知識(shí)體系總論：機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用

學(xué)霸推薦知識(shí)體系梳理機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用優(yōu)秀同齡人的陪伴

讓你的青春少走彎路機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用部分是必修2的重點(diǎn)內(nèi)容，主要考察內(nèi)容就是多過(guò)程問(wèn)題的應(yīng)用，同學(xué)要重視條件和特點(diǎn)，在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行題型鞏固。使用說(shuō)明-內(nèi)容說(shuō)明01目

錄梳理知識(shí)體系CONTENTS02解決經(jīng)典問(wèn)題實(shí)例PA

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1梳理知識(shí)體系DREAMOFTHEFUTURE機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用大

致

框

架知識(shí)點(diǎn)一、重力做功與重力勢(shì)能知識(shí)點(diǎn)二、機(jī)械能守恒定律及應(yīng)用機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用考點(diǎn)機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用大

致

框

架1.重力做功的特點(diǎn)(1)重力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與始、末位置的高度差有關(guān)。(2)重力做功不引起物體機(jī)械能的變化。2.重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系(1)定性關(guān)系：重力對(duì)物體做正功，重力勢(shì)能就減小；重力對(duì)物體做負(fù)功，重力勢(shì)能就增大。知識(shí)點(diǎn)一、重力做功與重力勢(shì)能(2)定量關(guān)系：重力對(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的減小量。即W

＝－(E

－Ep

)＝E

－E

＝－ΔEp。p1Gp21p2(3)重力勢(shì)能的變化量是絕對(duì)的，與參考面的選取無(wú)關(guān)。3.彈性勢(shì)能(1)概念：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能。(2)大?。簭椈傻膹椥詣?shì)能的大小與形變量及勁度系數(shù)有關(guān)，彈簧的形變量越大，勁度系數(shù)越大，彈簧的彈性勢(shì)能越大。(3)彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系：類(lèi)似于重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系，用公式表示：W＝－ΔEp。機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用大

致

框

架1.機(jī)械能：動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)械能，其中勢(shì)能包括彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能。知識(shí)點(diǎn)二、機(jī)械能守恒定律及應(yīng)用2.機(jī)械能守恒定律(1)內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。(2)表達(dá)式：mgh

＋mv

2/2＝mgh

＋mv

2/2。11223.守恒條件：只有重力或彈簧的彈力做功。機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用大

致

框

架機(jī)械能守恒的判定方法考點(diǎn)一?機(jī)械能守恒的判斷(1)做功判斷法：若物體系統(tǒng)內(nèi)只有重力和彈簧彈力做功，其他力均不做功或其他力做功的代數(shù)和為零，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。(2)能量轉(zhuǎn)化判斷法：若只有系統(tǒng)內(nèi)物體間動(dòng)能和重力勢(shì)能及彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)跟外界沒(méi)有發(fā)生機(jī)械能的傳遞，機(jī)械能也沒(méi)有轉(zhuǎn)變成其他形式的能(如沒(méi)有內(nèi)能增加)，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒?？键c(diǎn)二?單個(gè)物體的機(jī)械能守恒考點(diǎn)考點(diǎn)三?多物體的機(jī)械能守恒問(wèn)題機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用大

致

框

架考點(diǎn)一?機(jī)械能守恒的判斷考點(diǎn)二?單個(gè)物體的機(jī)械能守恒考點(diǎn)考點(diǎn)三?多物體的機(jī)械能守恒問(wèn)題機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用大

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架機(jī)械能守恒定律動(dòng)能定理沒(méi)有條件限制，它不但允許重力和彈力做功，還允許其他力做功考點(diǎn)一?機(jī)械能守恒的判斷適用條件

只有重力或彈力做功不但要分析研究對(duì)象初、末狀態(tài)的動(dòng)能，還要分析所有外力所做的功只需分析研究對(duì)象初、末狀態(tài)的動(dòng)能和勢(shì)能分析思路研究對(duì)象不同點(diǎn)考點(diǎn)二?單個(gè)物體的機(jī)械能守恒一般是物體組成的系統(tǒng)一般是一個(gè)物體(質(zhì)點(diǎn))考點(diǎn)有多種書(shū)寫(xiě)方式，一書(shū)寫(xiě)方式

般常用等號(hào)兩邊都是動(dòng)能與勢(shì)能的和等號(hào)左邊一定是合力的總功，右邊是動(dòng)能的變化考點(diǎn)三?多物體的機(jī)械能守恒問(wèn)題(1)思想方法相同：機(jī)械能守恒定律和動(dòng)能定理都是從做功和能量相同點(diǎn)

轉(zhuǎn)化的角度來(lái)研究物體在力的作用下?tīng)顟B(tài)的變化。(2)表達(dá)這兩個(gè)規(guī)律的方程都是標(biāo)量式機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用知識(shí)樹(shù)原圖：PA

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2DREAMOFTHEFUTURE經(jīng)典例題1(多選)如圖所示，一輕彈簧一端固定在O點(diǎn)，另一端系一小球，將小球從與懸點(diǎn)O在同一水平面且使彈簧保持原長(zhǎng)的A點(diǎn)無(wú)初速度地釋放，讓小球自由擺下，不計(jì)空氣阻力，在小球由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)B的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是(??)A.小球的機(jī)械能守恒B.小球的機(jī)械能減少C.小球的重力勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能之和不變D.小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒答案解析1答案解析：小球由A點(diǎn)下擺到B點(diǎn)的過(guò)程中，彈簧被拉長(zhǎng)，彈簧的彈力對(duì)小球做了負(fù)功，所以小球的機(jī)械能減少，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；在此過(guò)程中，由于有重力和彈簧的彈力做功，所以小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即小球減少的重力勢(shì)能，等于小球獲得的動(dòng)能與彈簧增加的彈性勢(shì)能之和，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。經(jīng)典例題2(多選)如圖所示，質(zhì)量均為m的小球從傾角分別為θ

、θ

、θ

高度相同312的光滑斜面頂端由靜止開(kāi)始下滑，若已知θ

＜θ

＜θ

，則當(dāng)它們到達(dá)312斜面底端時(shí)，以下分析中正確的是(??)A.整個(gè)過(guò)程中重力所做的功相同B.小球的速度相同C.小球的機(jī)械能相同D.小球重力做功的瞬時(shí)功率相同答案解析2答案解析：小球從開(kāi)始下滑到滑至斜面底端的整個(gè)過(guò)程中，重力做功均為W＝mgh，所以A正確；小球到達(dá)斜面底端時(shí)，小球速度大小相等，方向不同，在豎直方向的分速度不同，小球重力做功的瞬時(shí)功率P＝mgvy不同，所以B、D錯(cuò)誤；根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知小球的機(jī)械能相同，C正確。經(jīng)典例題3如圖所示，固定的豎直光滑長(zhǎng)桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán)，圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接，彈簧的另一端連接在墻上，且處于原長(zhǎng)狀態(tài)?，F(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開(kāi)始下滑，已知彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)，圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)彈簧的長(zhǎng)度變?yōu)?L(未超過(guò)彈性限度)，則在圓環(huán)下滑到最大距離的過(guò)程中(??)A.圓環(huán)的機(jī)械能守恒B.彈簧彈性勢(shì)能變化了√3mgLC.圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)，所受合力為零D.圓環(huán)重力勢(shì)能與彈簧彈性勢(shì)能之和保持不變答案解析3答案解析：圓環(huán)沿桿下滑的過(guò)程中，圓環(huán)與彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)能、彈性勢(shì)能、重力勢(shì)能之和守恒，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；彈簧長(zhǎng)度為2L時(shí)，圓環(huán)下落的高度h＝√3L，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，彈簧的彈性勢(shì)能增加了ΔEp＝mgh＝√3mgL，選項(xiàng)B正確；圓環(huán)釋放后，圓環(huán)向下先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度最大時(shí)，合力為零，下滑到最大距離時(shí)，具有向上的加速度，合力不為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。經(jīng)典例題4答案解析4PA

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3回顧落實(shí)DREAMOFTHEFUTURE要點(diǎn)①機(jī)械能守恒的條件；②連接體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中一般都考察機(jī)械能守恒，可以結(jié)合速度關(guān)聯(lián)進(jìn)行解答；③機(jī)械能包括重力勢(shì)能和動(dòng)能。提醒①機(jī)械能守恒問(wèn)題中一般會(huì)涉及到連接體問(wèn)題，要注意連接體速度之間