2017年高考一轮 6.3《机械能守恒定律及其应用》ppt课件

2017年高考一轮 6.3《机械能守恒定律及其应用》ppt课件内容摘要：

1、课标版 物理 第 3讲 机械能守恒定律及其应用 一、重力势能 物体的重力势能等于它所受重力与高度的乘积。 Ep= 重力势能是标量 ,但有正、负 ,其意义是表示物体的重力势能比它 在 上的重力势能大还是小 ,这与功的正、负的物理意义不 同。 (1)系统性 :重力势能是 和 共有的。 (2)相对性 :重力势能的大小与 的选取有关。 重力势能的变 化是绝对的 ,与参考平面的选取无关。 教材研读 零势能面 地球 物体 零势能面 重力做正功时 ,重力势能减小 ;重力做负功时 ,重力势能增加 ;重力做多少正 (负 )功 ,重力势能就减小 (增加 )多少 ,即。 自测 1 (2015山西太原质检 )将质量为 2、 100 0 处 ,在这个过程中 ,下列说法中正确的是 (取 g=10 m/ ( ) 重力势能增加 04 J 重力势能减少 04 J 重力势能增加 04 J 重力势能减少 04 J 答案 C 物体位置升高 ,重力做负功 ,重力势能增加 ,04 J。 测 2 (2015广西四市联考 ,18)竖直平面内有一个 圆弧 径 ,现从圆心 取过 不计空气阻力 )以一定的初 速度水平抛出一个小球 ,小球刚好落到圆弧的中点 ,则小球的初动能与小球 落到圆弧上时的重力势能之比为 ( ) A. B. 1422222114 答案 D 小球在水平和竖直方向 ,分别有 r 5=r 5= 得 ,初动能 m = 球落到圆弧 3、上时的重力势能 5=- 小球的初动能与小球落到圆弧上时的重力势能之比为 - ,选项 1性势能 物体由于发生 而具有的能。 弹性势能的大小与 及 有关 ,弹簧的形 变量越大 ,劲度系数 ,弹簧的弹性势能。 弹力做正功 ,弹性势能减小 ;弹力做负功 ,弹性势能增加。 如弹簧恢复原长 过程中弹力做正功 ,弹性势能减小 ,形变量变大的过程中弹力做负功 ,弹性 势能增加。 注意 物体弹性形变为零时 ,对应弹性势能为零 ,而重力势能的零位置与 所选的参考平面有关 ,具有任意性。 弹性形变 形变量 劲度系数 越大 越大 自测 3 (2015新疆第一次检测 ,20)(多选 )如图所示 ,轻质弹簧竖直放置在水 4、平地面上 ,它的正上方有一金属块从高处自由下落 ,从金属块自由下落到第 一次速度为零的过程中 ( ) g g 弹力与重力大小相等 弹簧的弹性势能最大 答案 属块与弹簧接触以后 ,弹簧的形变量逐渐增大 ,弹簧弹力先 小于重力后大于重力 ,因此金属块下落过程中先加速到速度达到最大值 (此 时加速度为 0)后减速运动到速度为 0;若金属块下落过程中弹力大于 2倍金 属块的重力 ,则最大加速度就大于重力加速度了 ,选项 A、 当弹力与 重力大小相等时 ,速度达到最大值 ,金属块的动能也最大 ,选项 当金 属块下落到最低点时 ,速度为 0,即金属块的动能也为 0,由机械能守恒可知 , 此时弹簧的弹性势能 5、最大 ,选项 三、机械能守恒定律 在只有 做功的情况下 ,物体系统内的 和 相互转化 ,机械能的总量。 重力或弹力 动能 势能 保持不变 观点 表达式 守恒观点 2, 转化观点 转移观点 自测 4 (辨析题 ) (1)被举到高处的物体重力势能可以为零。 ( ) (2)弹簧弹力做正功时 ,弹性势能增加。 ( ) (3)物体在速度增大时 ,其机械能可能在减小。 ( ) (4)物体所受合外力为零时 ,机械能一定守恒。 ( ) (5)物体受到摩擦力作用时 ,机械能一定要变化。 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 自测 5 (多选 )如图所示 ,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是 6、( ) 火箭升空的过程中 ,若匀速升空机械能守恒 ,若加速升空机械能 不守恒 机械能守恒 机械能守恒 轻弹簧将 A、 两小车组成的系统机械能不守恒 ,两 小车和弹簧组成的系统机械能守恒 答案 图中无论火箭匀速上升还是加速上升 ,由于有推力做功 ,机 械能增加 ,因而机械能不守恒。 乙图中拉力 机械能不守恒。 丙图中 , 小球受到的所有力都不做功 ,机械能守恒。 丁图中 ,弹簧的弹力做功 ,弹簧 的弹性势能转化为两小车的动能 ,两小车与弹簧组成的系统机械能守恒。 考点一 对重力势能和弹性势能的理解 (1)重力势能是地球和物体组成的系统共有的 ,而不是物体单独具有的。 (2)重力势能 (Ep=相对的 , 7、式中的 零重力 势能面 )的高度 ,若物体在参考平面以上 ,则重力势能为正值 ;若物体在参考 平面以下 ,则重力势能为负值 ,通常选择地面作为参考平面。 弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关 ,弹簧的形变 量越大、劲度系数越大 ,弹簧的弹性势能越大。 考点突破 典例 1 (多选 )关于重力做功和物体的重力势能 ,下列说法中正确的是 ( ) 物体的重力势能一定减少 物体的重力势能一定增加 答案 物体重力势能的大小与参考平面的选取有关 ,故 重 力做正功时 ,物体由高处向低处运动 ,重力势能一定减少 ,反之 ,物体克服重 力做功时 ,物体由低处向高处运动 ,重力势能一定增加 ,故 A、 重力 8、做 多少功 ,物体的重力势能就变化多少 ,重力势能的变化与参考平面的选取无 关 ,故 考点二 机械能守恒的判断 利用机械能的定义判断 (直接判断 ) 若物体在水平面上匀速运动 ,其动能、势能均不变 ,机械能 不变。 若一个物体沿斜面匀速下滑 ,其动能不变 ,重力势能 减少 ,其机械能减少 用做功判断 若物体或系统只有重力 (或弹力 )做功 ,虽受其他力 ,但其他 力不做功 ,机械能守恒 用能量转化判断 若物体或系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能 与其他形式的能的转化 ,则物体或系统机械能守恒 注意 (1)当物体所受的合力为零 (或合力做功为零 )时 ,物体的机械能不一 定守恒。 (2)对一 9、些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等 ,除非题目特别说明 ,否则机 械能必定不守恒。 典例 2 (2015天津理综 ,5,6分 )如图所示 ,固定的竖直光滑长杆上套有质量 为 圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接 ,弹簧的另一端连接在 墙上 ,且处于原长状态。 现让圆环由静止开始下滑 ,已知弹簧原长为 L,圆环 下滑到最大距离时弹簧的长度变为 2L(未超过弹性限度 ),则在圆环下滑到 最大距离的过程中 ( ) 所受合力为零 3环的机械能不守恒 ,圆环和弹簧组成的系统机械能守恒 ,系统的机械能等于 圆环的动能和重力势能以及弹簧的弹性势能之和 ,选项 A、 对圆环 进行受力分析 ,可知圆环从静止开始先向下 10、加速运动且加速度逐渐减小 ,当 弹簧对圆环的弹力沿杆方向的分力与圆环所受重力大小相等时 ,加速度减 为 0,速度达到最大 ,而后加速度反向且逐渐增大 ,圆环开始做减速运动 ,当圆 环下滑到最大距离时 ,所受合力最大 ,选项 由图中几何关系知圆环的 下降高度为 L,由系统机械能守恒可得 L=得 项 3 33 答案 B 圆环在下滑过程中 ,圆环的重力和弹簧的弹力对圆环做功 ,圆 关于机械能守恒的判定要特别注意以下几点 (1)物体只受重力 ,只发生动能和重力势能的相互转化。 如自由落体运动、 抛体运动等。 (2)只有系统内弹力做功 ,只发生动能和弹性势能的相互转化。 如在光滑水 平面上运动的物体碰到一个 11、弹簧 ,和弹簧相互作用的过程中 ,对物体和弹簧 组成的系统来说 ,机械能守恒。 (3)只有重力和系统内弹力做功 ,只发生动能、弹性势能、重力势能的相互 转化。 如自由下落的物体落到竖直的弹簧上 ,和弹簧相互作用的过程中 ,对 物体和弹簧组成的系统来说 ,机械能守恒。 (4)除受重力 (或系统内弹力 )外 ,还受其他力 ,但其他力不做功 ,或其他力做功 的代数和为零。 如物体在沿斜面的拉力 拉力 的大小与摩擦力的大小相等 ,在此运动过程中 ,其机械能守恒。 只要满足上述条件 ,机械能一定守恒。 2如图所示的物理过程示意图中 ,甲图为一端固定有小球的轻杆 ,从 右偏上 30角释放后绕光滑支点摆动 ;乙图为末端固定有小球的轻质直角 架 ,释放后绕通过直角顶点的固定轴 丙图为置于光滑水平面 上的 A、 某时刻连接两 车的细绳绷紧 ,然后带动 丁图为置于光滑水平面上的带有竖直支 架的小车 ,把用细绳悬挂的小球从图示位置释放 ,小球开始摆动。 则关于这 几个物理过程 (空气阻力忽略不计 ),下列判断中正确的是 ( ) 的机械能守恒 答案 A 甲图过程中轻杆对小球不做。