2013版物理一轮精品复习学案 5.3 机械能守恒定律及其应用

2013版物理一轮精品复习学案 5.3 机械能守恒定律及其应用内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 【考纲全景透析】一、 ）重力做功与_无关，只与始末位置的 _有关（2 ）重力做功不引起物体_的变化【答案】路径 高度差 体的_与_相互转化，但机械能的总量保持_.【答案】动能 势能 点难点全析】考点一 )定性关系：重力对物体做正功，重力势能就减小；重力对物体做负功，重力势能就增大.(2)定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量，即 (3)重力势能的变化是绝对的， (1)弹力做功与弹性势能变化的关系类似于重力做功与重力势能变化的关系，用公式表示：W=2)对于弹性势能，一般物体的弹性形变量越大, 弹性势能越大 .【例 1】将质量为 100 物体从地 2、面提升到 10 m 高处,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 力势能减少 04 力势能增加 04 力势能减少 04 J【答案】选 C.【详解】由于重力的方向和物体上升的位移方向相反,故重力做负功,=04 J 得，重力势能增加 04 J,故 C 械能守恒的判断1机械能守恒的条件：只有重力或系统内的弹力做功可以从以下两个方面理解：(1)只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动，物体的机械能守恒(2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功例如物体沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力不做功，物体的机械能守恒2判断方法 3、(1)当研究对象(除地球外)只有一个物体时，一般根据是否“ 只有重力( 或弹簧弹力)做功”来判定机械能守恒(2)当研究对象(除地球外)由多个物体组成时，往往根据是否“ 没有介质阻力和摩擦力”来判定机械能守恒(3)注意以下几点：“只有重力(或弹簧弹力) 做功”不等于 “只受重力( 或弹簧弹力)作用”；势能具有相对性，一般以解决问题简便为原则选取零势能面；与绳子突然绷紧、物体间碰撞等相关的问题，除题中说明无能量损失或弹性碰撞外，机械能一定不守恒【例 2】如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为 m 的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的 A 点，弹簧处于原长 到杆的 4、底端时速度为零则在圆环下滑过程中 () A圆环机械能守恒B弹簧的弹性势能先增大后减小C弹簧的弹性势能变化了 弹簧的弹性势能最大时圆环动能最大【答案】C 【详解】圆环受到重力、支持力和弹簧的弹力作用，支持力不做功，故环的机械能与弹簧光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，故全过程弹簧的弹性势能变化量等于环的机械能变化量，C 正确，圆环的机械能不守恒，A 错误弹簧垂直杆时弹簧的压缩量最大，此时圆环有向下的速度，故此时弹性势能比末状态的弹性势能小，即：最终状态弹簧被拉长，且弹性势能达到最大，此时圆环的动能为零，所以弹性势能是先增加后减小最后又增大，B、D 错误考点三机械能守恒定律的几种表达形式1守 5、恒观点(1)表达式： 2.(2)意义：系统初状态的机械能等于末状态的机械能(3)注意问题：要先选取零势能参考平面，并且在整个过程中必须选取同一个零势能参考平面2转化观点(1)表达式：2)意义：系统(或物体)的机械能守恒时，系统增加( 或减少)的动能等于系统减少( 或增加)的势能(3)注意问题：要明确势能的增加量或减少量，即势能的变化，可以不选取零势能参考平面3转移观点(1)表达式：(2)意义：若系统由 A、B 两部分组成，当系统的机械能守恒时，则 A 部分物体机械能的增加量等于 B 部分物体机械能的减少量(3)注意问题：A 部分机械能的增加量等于 A 末状态的机械能减初状态的机械能，而 B 部 6、分机械能的减少量等于 B 初状态的机械能减末状态的机械能【例 3】(2012闸北区模拟)乒乓球上下振动,振动的幅度愈来愈小, 关于乒乓球的机械能,下列说法中正确的是( )时减少 【答案】选 B.【详解】乒乓球振动的幅度愈来愈小,说明乒乓球克服阻力做功,故机械能减少,只有 B 项正确.【高考零距离】【2012 年】1.（2012 上海）16如图，可视为质点的小球 A、B 用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为 R 有光滑圆柱， A 的质量为 B 的两倍。 当 B 位于地面时，A 恰与圆柱轴心等高。 将 A 由静止释放，B 上升的最大高度是（ ）（A）2R （B）5R/3 （C）4R/3 （ 7、D）2R/3【解析】设 、 的质量分别为 2m、 ，当 A 落到地面，B 恰运动到与圆柱轴心等高处，以 A、B 整体为研究对象，机械能守恒，故有21()，当 A 落地后，B 球以速度 v 竖直上抛，到达最高点时又上升的高度为2故 B 上升的总高度为A B 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，选项 C 正确。 【答案】2012 广东）17 图 4 是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部 B 处安装一个压力传感器，其示数 N 表示该处所受压力的大小，某滑块从斜面上不同高度 h 处由静止下滑，通过 B 是，大表明 h 大表明 h 越小【解析】由机械能守恒定律21对 B 点受 8、力分析2则于滑块重力，N 越大表明 h 越大，正确选项为 答案】（2012 北京）22 （16 分）如图所示，质量为 m 的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离 l 后以速度 v 飞离桌面，最终落在水平地面上。 已知l=v=s，m=块与桌面间的动摩擦因数 u=面高 h=不计空气阻力，重力加速度取 10m/(1)小物块落地点距飞出点的水平距离 s；(2)小物块落地时的动能 3)小物块的初速度大小 2 解析：（1）小物块落地所用时间为 t，有 （2 ）根据机械能守恒， ）在桌面上滑行过程中根据动能定理有202则 2920 m/2012 浙江）18、由光滑细管组成的轨道如图所示，其中 是半径为 R 9、 的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内。 一质量为 m 的小球，从距离水平地面高为 H 的管口 D 处静止释放，最后能够从 A 端水平抛出落到地面上。 下列说法正确的是A. 小球落到地面相对于 A 点的水平位移值为B. 小球落到地面相对于 A 点的水平位移值为 24. 小球能从细管 A 端水平抛出的条件是 H2小球能从细管 A 端水平抛出的最小高度 答案】析】当小球从 H=2R 处落下，到 A 点速度为 0，落点距 A 水平距离为 0；取 H=4R，小球到达 A 处有21 2v,214照 代入 H=4R,知B 项对；竖直平面内小球在管道中过顶的最小速度为 0，根据机械能守恒知，小球要到达A 点，则 10、需要 H2R 即可。 5.（2012 福建）面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块 A、B 用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。 初始时刻，A、B 处于同一高度并恰好静止状态。 剪断轻绳后 A 下落、B 沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块A速率的变化量不同B机械能的变化量不同C重力势能的变化量相同D重力做功的平均功率相同【解析】两物块开始处在同一高度且处于静止状态，则 剪断轻绳后 A 自由落体，B 沿光滑斜面下滑，机械能都守恒，着地时下降的高度相同，由21知，两物块着地时的速度大小相同，因此速率的变化量相同，A 项错误；两物块的机械能变化量都为零，B 项错误；两物块的质量不等， 11、下落的高度相等，由 而重力势能变化量的大小不同，C 项错误；设下落的高度为 h，则 A 下落过程的时间为 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 2将重力做功、运动时间及质量关系代入重力做功的平均功率 求得两物体运动过程中重力做功的平均功率相等。 【答案】2012 海南）竖直平面内有一固定光滑轨道，其中 长为 R 的水平直轨道，圆心为 O、半径为 R 的34圆弧轨道，两轨道相切于 B 小球从 A 点由静止开始做匀加速直线运动，到达 B ，重力加速度大小为 ）小球在 运动的加速度的大小 ;（2 ）小球从 D 点运动到 A 点所用的时间.【答案】 （1）522）(53)解析】15.（1）小球在 运动 12、时，受到重力 道正压力 N 的作用，0，且小球在最高点 C 所受轨道正压力为零 设小球在 C 点的速度大小为 据牛顿第二定律 有2小球从 B 点运动到 C 点， 点处小球的速度大小为 221由于小球在 由静止开始做匀加速运动，设加速度大小为，由运动学公式有 2由式得 52g（2 ）设小球在 D 处的速度大小为 落到 A 点时的速度大小为 v，由机械能守恒有2122B光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，由运动学公式得由式得 (53)2011 年】1（ 2011新课标全国卷蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。 假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是A. 运动员到达最低点。