《高考備考指南 物理 》課件-第3講　機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用

機(jī)械能及其守恒定律第五章

第3講機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用欄目導(dǎo)航01知識

梳理查漏02題點(diǎn)

各個(gè)擊破03配套訓(xùn)練知識梳理查漏1知識一

重力勢能與彈性勢能1.重力做功的特點(diǎn)：重力做功與

無關(guān)，只與始、末位置的____________有關(guān).

2.重力勢能的特點(diǎn)重力勢能是物體和____________組成的系統(tǒng)所共有的；重力勢能的大小與參考平面的選取____________，但重力勢能的變化與參考平面的選取____________.

路徑高度差地球有關(guān)無關(guān)3.重力做功與重力勢能變化的關(guān)系(1)定性關(guān)系：重力對物體做正功，重力勢能

；重力對物體做負(fù)功，重力勢能

.

(2)定量關(guān)系：重力對物體做的功等于物體重力勢能變化量的____________，即WG＝____________.

減小增大負(fù)值－ΔEp4.彈性勢能(1)概念：物體由于發(fā)生____________而具有的能量.

(2)大?。簭椈傻膹椥詣菽艿拇笮∨c形變量及勁度系數(shù)有關(guān)，彈簧的形變量____________，勁度系數(shù)____________，彈簧的彈性勢能越大.

(3)彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系：彈力對物體做的功等于彈簧彈性勢能變化量的負(fù)值，即W＝－ΔEp，類似于重力做功與重力勢能變化的關(guān)系.彈性形變越大越大【自測1】對圖中人拉弓射箭的情形，說法正確的是()A.手對弦的力是由于手發(fā)生形變產(chǎn)生的B.手對弦的力大于弦對手的力，所以能拉弓C.箭在離開弓之前一直做加速運(yùn)動D.拉弓過程中箭的彈性勢能增加了A知識二

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)，動能和勢能可以互相____________，而總的機(jī)械能____________.

2.機(jī)械能守恒的條件：只有

或

做功.

轉(zhuǎn)化保持不變重力彈力3.機(jī)械能守恒的三種表達(dá)

表達(dá)角度表達(dá)公式表達(dá)意義守恒觀點(diǎn)Ek1＋Ep1＝

系統(tǒng)的初狀態(tài)機(jī)械能的總和與末狀態(tài)機(jī)械能的總和相等轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)ΔEk＝

表示系統(tǒng)(或物體)機(jī)械能守恒時(shí)，系統(tǒng)減少(或增加)的重力勢能等于系統(tǒng)增加(或減少)的動能轉(zhuǎn)移觀點(diǎn)ΔEA增＝

若系統(tǒng)由A、B兩部分組成，則A部分物體機(jī)械能的增加量與B部分物體機(jī)械能的減少量相等Ek2＋Ep2

－ΔEp

ΔEB減

【自測2】舞獅是一項(xiàng)傳統(tǒng)文化活動，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成體育競賽項(xiàng)目.在某次獅王爭霸比賽中，兩個(gè)參與舞獅的運(yùn)動員正在從右側(cè)樁頂跳到左側(cè)樁頂，如圖所示.不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是()A.此刻兩個(gè)運(yùn)動員處于超重狀態(tài)B.此刻兩個(gè)運(yùn)動員的速度可能為零C.此刻他們的重力勢能正在轉(zhuǎn)化為動能D.此刻兩個(gè)運(yùn)動員重力的瞬時(shí)功率可能為零D

【解析】此刻兩個(gè)運(yùn)動員在空中，只受重力作用，處于完全失重狀態(tài)，A錯(cuò)誤；整個(gè)過程是斜拋運(yùn)動，水平方向上做勻速直線運(yùn)動，故兩個(gè)運(yùn)動員的速度不可能為零，B錯(cuò)誤；若此刻處于上升階段，則動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，若此刻處于下降階段，則重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，C錯(cuò)誤；若此刻他們剛好在軌跡的最高點(diǎn)，速度方向(水平)與重力方向垂直，則此刻他們重力的瞬時(shí)功率為零，D正確.題點(diǎn)各個(gè)擊破2命題點(diǎn)一機(jī)械能守恒的理解［自修掌握類］

1.對機(jī)械能守恒條件的理解(1)只受重力作用，例如做平拋運(yùn)動的物體機(jī)械能守恒.(2)除重力外，物體還受其他力，但其他力不做功或做功代數(shù)和為零.(3)除重力外，只有系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功，并且彈力做的功等于彈性勢能減少量，那么系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.2.機(jī)械能是否守恒的三種判斷方法

定義法利用機(jī)械能的定義直接判斷，分析物體或系統(tǒng)的動能和勢能的和是否變化，若不變，則機(jī)械能守恒做功法若物體或系統(tǒng)只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，或有其他力做功，但其他力做功的代數(shù)和為零，則機(jī)械能守恒轉(zhuǎn)化法若物體或系統(tǒng)中只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機(jī)械能與其他形式能的轉(zhuǎn)化，則機(jī)械能守恒例1

(多選)如圖所示，下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是()A.圖甲中，物體A將彈簧壓縮的過程中，物體A機(jī)械能守恒B.圖乙中，物體A固定，物體B沿斜面勻速下滑，物體B的機(jī)械能守恒C.圖丙中，不計(jì)任何阻力時(shí)，A加速下落，B加速上升過程中，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.圖丁中，小球沿水平面做勻速圓錐擺運(yùn)動時(shí)，小球的機(jī)械能守恒CD【解析】圖甲中重力和彈力做功，物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，但物體A的機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)誤；圖乙中物體B除受重力外，還受到支持力和摩擦力作用，支持力不做功，但摩擦力做負(fù)功，物體B的機(jī)械能不守恒，B錯(cuò)誤；圖丙中繩子張力對物體A做負(fù)功，對物體B做正功，代數(shù)和為零，物體A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，C正確；圖丁中小球的動能不變，勢能不變，機(jī)械能守恒，D正確.1.下列關(guān)于機(jī)械能守恒的說法正確的是()A.做勻速運(yùn)動的物體，其機(jī)械能一定守恒B.物體只受重力，機(jī)械能才守恒C.做勻速圓周運(yùn)動的物體，其機(jī)械能一定守恒D.除重力做功外，其他力不做功，物體的機(jī)械能一定守恒D【解析】做勻速運(yùn)動的物體，其機(jī)械能不一定守恒，如在空中勻速下降的降落傘，機(jī)械能減小，A錯(cuò)誤；機(jī)械能守恒定律的條件是只有重力或彈力做功，B錯(cuò)誤；做勻速圓周運(yùn)動的物體，其機(jī)械能不一定守恒，如在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動的物體的機(jī)械能不守恒，C錯(cuò)誤；除重力做功外，其他力不做功，物體的機(jī)械能一定守恒，D正確.2.(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的A點(diǎn)靜止釋放，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的過程中，下列說法正確的是()A.小球的機(jī)械能守恒B.小球的機(jī)械能減少C.小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和不變D.小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒BD【解析】小球由A點(diǎn)下擺到B點(diǎn)的過程中，彈簧被拉長，彈簧的彈力對小球做了負(fù)功，所以小球的機(jī)械能減少，A錯(cuò)誤，B正確；在此過程中，因?yàn)橹挥兄亓蛷椈傻膹椓ψ龉?，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能等于小球獲得的動能與彈簧增加的彈性勢能之和，故C錯(cuò)誤，D正確.命題點(diǎn)二機(jī)械能守恒定律的綜合應(yīng)用［師生共研類］

1.三種解題思路

2.常規(guī)解題步驟

例2

(多選)(2021年廣東卷)長征途中，為了突破敵方關(guān)隘，戰(zhàn)士爬上陡峭的山頭，向敵方工事內(nèi)投擲手榴彈，戰(zhàn)士在同一位置先后投出甲、乙兩顆質(zhì)量均為m的手榴彈，手榴彈從投出的位置到落地點(diǎn)的高度差為h，在空中的運(yùn)動可視為平拋運(yùn)動，軌跡如圖所示，重力加速度為g，下列說法正確的有()A.甲在空中的運(yùn)動時(shí)間比乙的長B.兩手榴彈在落地前瞬間，重力的功率相等C.從投出到落地，每顆手榴彈的重力勢能減少mghD.從投出到落地，每顆手榴彈的機(jī)械能變化量為mghBC

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2.(2022年全國卷)固定于豎直平面內(nèi)的光滑大圓環(huán)上套有一個(gè)小環(huán)，小環(huán)從大圓環(huán)頂端P點(diǎn)由靜止開始自由下滑，在下滑過程中，小環(huán)的速率正比于()A.它滑過的弧長B.它下降的高度C.它到P點(diǎn)的距離D.它與P點(diǎn)的連線掃過的面積C

3.(多選)(2023年北京海淀模擬)我國早在3000年前就發(fā)明了