高三一轮复习 机械能守恒定律.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,要,点分析：,机械能守恒定律是能量守恒定律在机械运动范围内的具体体现，是能量守恒的特殊形式，机械能守恒定律既是中学物理教学中的重点又是高考的热点。对机械能守恒定律条件的理解可从以,下两个,方面入手：,(1),从,功的角度,入手：若物体除了重力、弹力以外还有其他力，但这些力都不做功，或其他力做功，但做功的代数和为零，则机械能守恒。,(2),从,能的角度,入手：如果系统中的物体只有动能和势能之间的转化，没有其他形式能的转移，则机械能守恒。,机械能守恒定律,1(,单选,)(2010 年上海卷),高台滑雪运动员腾空跃下，如果,不考虑空气阻力，则下落过程中该运动员机械能的转换关系是,(,),C,A动能减少，重力势能减少,B动能减少，重力势能增加,C动能增加，重力势能减少,D动能增加，重力势能增加,解析：,高度降低，重力做功，重力势能减少，动能增大,C 正确,2(,双选,)(2,011,年执信、深,外、中山一中联考,),如图,531,所,示，小球自,a,点由静止自由下落，到,b,点时与弹簧接触，到,c,点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻,力，在小球,由,a,b,c,的运动过程中(,),BD,图 531,A,小球的机械能守恒,B,小球和弹簧总机械能守,恒,C,小球在,b,点时动能最大,D,小球,b,c,的运动过程,中加,速,度先减小后增加,考点2,机械能守恒定律的应用,1机械能守恒定律的三种表达式,(1)从守恒的角度：选取某一平面为零势能面，如果含有弹,簧则弹簧处于原长时弹性势能为零，,系统末状态的机械能和初,状态的机械能相等,，即,E,k2,E,p2,E,k1,E,p1,.,(2)从能量转化的角度：系统的动能和势能发生相互转化时，,若,系统势能的减少量等于系统动能的增加量,，系统机械能守恒，,即,E,p,E,k,.,(3)从能量转移的角度：系统中有,A,、,B,两个物体(或更多物,体)，若,A,机械能的减少量等于,B,机械能的增加量,，系统机械能,守恒，即,E,A,减,E,B,增,2利用机械能守恒定律解题的一般思路,(1)选取研究,对象,物体或系统；,(2)根据研究对象所经历的物理过程，进行,受力、做功分析,，,判断,机械能,是否守恒；,(3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末态,时的机械能；,(4),选取方便的机械能守恒定律的方程形式,(,E,k1,E,p1,E,k2,E,p2,、,E,k,E,p,或,E,A,E,B,),进行求解,题型一,、机械能守恒的条件的理解,例,1,下列叙述中正确的是（）,A.,做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒,B.,做匀速直线运动的物体的机械能可能守恒,C.,外力对物体做功为,0,，物体的机械能一定守恒,D.,系统内只有重力和弹力做功时，系统的机械能一定守恒,提示 系统机械能是否守恒，可根据机械能守恒的条件来判断,【,变式,】,如,图所示，一轻弹簧左端固定在长木板,M,的左端，右端与小木块,m,连接，且,m,、,M,及,M,与地面间摩擦不计开始时，,m,和,M,均静止，现同时对,m,、,M,施加等大反向的水平恒力,F,1,和,F,2,，设两物体开始运动以后的整个运动过程中，弹簧形变不超过其弹性限度。对于,m,、,M,和弹簧组成的系统 （）,A,由于,F,1,、,F,2,等大反向，故系统机械能守恒,B,当弹簧弹力大小与,F,1,、,F,2,大小相等时，,m,、,M,各自的动能最大,C,由于,F,1,、,F,2,大小不变，所以,m,、,M,各自一直做匀加速运动,D,由于,F,1,、,F,2,均能做正功，故系统的机械能一直增大,F,1,和,F,2,要么同时做正功，要么同时做负功，系统机械能不守恒,簧弹力大小与,F,1,F,2,大小相等之前加速，之后减速，此时速度最大，动能最大,3,(,单选,),如图,5,3,2,所示，一很长的、不可伸长的柔软,轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球,a,和,b,.,a,球质量为,m,，,静置于地面；,b,球质量为,3,m,，用手托住，高度为,h,，此时轻绳,),刚好拉紧从静止开始释放,b,后，,a,可能达到的最大高度为,(,图,5,3,2,B,A,h,B1.5,h,C2,h,D2.5,h,题型二、系统机械能守恒的应用,易错点：从能量转化观点解决机械能守恒问题,【,例,1,】,(,双选,),如图,5,3,6,，质量分别为,m,和,2,m,的两,个小,球,A,和,B,，中间用轻质杆相连，在杆的中点,O,处有一固定,转动,轴，把杆置于水平位置后释放，在,B,球顺时针摆动到最低,位置的过程中,A,B,球的重力势能减少，动能增加，,B,球和地球组成的系,统机械能守恒,B,A,球的重力势能增加，动能也增加，,A,球和地球组成的,系统机械能不守恒,C,A,球、,B,球和地球组成,的系统机械能守恒,D,A,球、,B,球和地球组成的系统机械不守恒,在分析机械能是否守恒时可以看力做功和能,的转化本题中,B,球下落初看起来重力势能减小，动能增大似,乎,B,球机械能守恒，但,B,球除受重力以外还有杆的弹力，杆的,弹力不像绳，方向并不一定沿杆的方向，即在做圆周运动时杆,的弹力可能做功，所以,B,球机械能不一定守恒再看,A,球的动,能增加了，势能也增加了，,A,球的能量哪里来的呢？只能是杆,对,A,球做功而来，所以,B,球受到的杆的弹力也做功所以对,A,、,B,单个物体来说，机械能都不守恒但杆并不存在弹性势能，,所以对,A,、,B,系统来说，只有动能与重力势能的转化，机械能守,恒,1,(,双选,),如图,5,3,7,所示，一根不可伸长的轻绳两端,分别,系着小球,A,和物块,B,，跨过固定于斜面体顶端的小滑轮,O,，倾,角为,30,的斜面体置于水平地面上,A,的质量为,m,，,B,的质,量为,4,m,.,开始时，用手托住,A,，使,OA,段绳恰处于水平伸直状态,(,绳中,无拉力,),，,OB,绳平行于斜面，此时,B,静止不动将,A,由静,止释,放，在其下摆过程中，斜面体始终保持静止，下列判断中,正,确的是,(,）,A物块,B,受到的摩擦,力先减小后增大,B物块,B,受到的摩擦力一直增大,C小球,A,的机械能守恒,D小球,A,的机械能不守恒,例,2:,如,图所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾角,=,30,，另一边与水平地面垂直，顶上有一个定滑轮，跨过定滑轮的细线两端分别与物块,A,和,B,连接，,A,的质量为,4,m,，,B,的质量为,m,。开始时，将,B,按在地面上不动，然后放开手，让,A,沿斜面下滑而,B,上升，所有摩擦均忽略不计。当,A,沿斜面下滑距离,s,后，细线突然断了。求物块,B,上升的最大高度,H,。（设,B,不会与定滑轮相碰）,B,A,解：,A,、,B,系统机械能守恒，有,即,v,2,=4s,绳断瞬间,B,做竖直上抛,取绳断瞬间,B,处为零势面,由机械能守恒有,:,得,h=0.2s,变式：每日一练,所以物块,B,上升的最大高度为,H,=,h+s,=0.2s+s=1.2 s,变式,2,如,图所示，跨过同一高度处的光滑轻小定滑轮的细线连接着质量相同的物体,A,和,B,，,A,套在光滑水平杆上，定滑轮离水平杆的高度,h=,0.2m,，开始时让连接,A,的细线与水平杆的夹角,=,53,。由静止释放,A,，在以后的运动过程中，,A,所能获得的最大速度为多少？（,sin53,=,0.8,，,cos53,=,0.6,，,g,取,10m/s,2,，且,B,不会与水平杆相碰。）,B,A,h,【,分析,】A,、,B,两物体组成的系统机械能守恒，当,A,到达,C,处（垂直于定滑轮,),时速度最大，因为,A,到,C,以前，绳对,A,做正功，动能增加，,A,过,C,以后继续向右运动时，绳对,A,做负功，动能减小，,A,到,C,点时物体,B,的速度为零。,解：在,A,物体从开始到,C,点的过程中，,B,下落的距离为：,h,=,（,h,/sin53,）,h,=0.05m,A,、,B,系统机械能守恒有：,mgh,=,（,1/2,）,2,mv,2,，,得,A,的最大速度为,v,=lm/s,C,热点,机械能守恒定律与曲线运动结合,【,例,1,】,(201,1,年清远清城,区一模,),在游乐节目中，选手需要,借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，小明和小阳观看后,对此进行了讨论如图,5,3,4,所示，他们将选手简化为质量,m,60 kg,的质点，选手抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直,方向夹角,53,，绳的悬挂点,O,距水面的高度为,H,3 m,不考,虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深,取重力加速度,g,10 m/s,2,，,sin 53,0.8,，,cos 53,0.6.,(1),求选手摆到最低点时对绳拉力的大小,F,；,(2),若绳长,l,2 m,，选手摆到最高点时松手落入水中设水,对选手的平均浮力,f,1,800 N,，平均阻力,f,2,700 N,，求选手落入,水中的深度,d,；,(3)若选手摆到最低点时松手，小明认为绳越长，在浮台上,的落点距岸边越远；小阳认为绳越短，落点距岸边越远请通,过推算说明你的观点,图 534,这一类问题要认真分析题意，看清有哪些过,程，过程中力以及力做功情况，机械能是否守恒一般运用机,械能守恒定律求速度，再结合曲线运动规律求其他物理量,1,(,2010,年揭,阳二模,),如图,5,3,5,所示，位于竖直平面,内的,轨道，由一段斜直轨道和圆形轨道分别与水平面相切连接,而成,，各接触面都是光滑的，圆形轨道的半径为,R,.,一质量为,m,的小,物块从斜轨道上,A,点处由静止开始下滑，恰好通过圆形轨,道最,高点,D,(,是一种临界状态,),物块通过轨道连接处,B,、,C,时无,机械,能损失求：,(1),小物块通过,D,点时的速度,v,D,的大小；,(2),小物块通过圆形轨道最低点,C,时轨道对物块的支持力,F,的大小,(3),A,点距水平面的高度,h,.,