2020高考物理一輪能力提升 5-3機械能守恒定律考點+重點+方法

1、第三課時 機械能守恒定律 考點剖析【教學要求】1理解和掌握機械能守恒定律。2能熟練地運用機械能守恒定律解決實際問題?！局R再現(xiàn)】一重力勢能 1概念：物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能。 2表達式： ，單位： 。 3矢標性： ，但有正負，正負的意義是表示 。 4重力勢能的變化與重力做功的關系 重力對物體做多少正功，物體的重力勢能就多少；重力對物體做多少負功，物體的重力勢能就多少 重力對物體所做的功，等于物體 的減少量 思考：重力做功有什么特點？ 二彈性勢能 1定義：物體由于發(fā)生 而具有的能叫彈性勢能。 2大?。簭椥詣菽艿拇笮∨c 及 有關，彈簧的形變量越大，勁度系數(shù)越大，彈贊的彈性勢能越 。 3彈

2、力做功與彈性勢能變化的關系 彈性勢能的改變量僅與彈力做功有關，彈力做多少正功，彈性勢能就減少多少；彈力做多少負功，彈性勢能就增加。三機械能守恒定律1.機械能：動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。2.機械能守恒定律 (1)內(nèi)容：在只有重力（或彈簧的彈力）做功的情況下，物體的動能和重力勢能（或彈性勢能）發(fā)生相互轉化，但機械能的總量保持不變，這個結論叫做機械能守恒定律。 （2)表達式：a b c 重點突破知識點一勢能的理解1重力勢能會式中h表示物體相對于參考平面的高度，是個狀態(tài)量。2勢能屬于系統(tǒng)所共有。重力勢能是物體和地球組成的系統(tǒng)所共有的，而不是物體單獨具有的，“物體的重力勢能”只是一種簡化的說法同樣彈性勢能

3、也是彈簧各部分組成的系統(tǒng)所共有。3勢能的相對性4重力做了多少正功，重力勢能就減小了多少，重力做了多少負功，重力勢能就增加了多少彈力做多少功，彈性勢能就增加多少，彈力做多少正功，彈性勢能就減小多少【應用1】如圖4-3-3所示，質量為m的物體靜止在地面上，物體上面連著一個輕彈簧，用手拉住彈簧上端將物體緩緩提高h,不計彈簧的質量，則人做的功應（ ）A.等于mgh B.大于mghC.小于mgh D.無法確定導示: 人所做的功等于物體重力勢能的增加量mgh和彈簧彈性勢能的增加量總和。故選B。知識點二機械能守恒條件的理解機械能守恒定律的條件： （1）對單個物體，只有重力或彈力做功 （2）對某一系統(tǒng)，物體間

4、只有動能和重力勢能及彈性勢能相互轉化，系統(tǒng)跟外界沒有發(fā)生機械能的傳遞，機械能也沒有轉變成其它形式的能(如沒有內(nèi)能產(chǎn)生)，則系統(tǒng)的機械能守恒 （3）定律既適用于一個物體(實為一個物體與地球組成的系統(tǒng))，又適用于幾個物體組成的物體系，但前提必須滿足機械能守恒的條件【應用2】（山東省平邑一中2020年10月階段考試）如圖所示，一輕彈簧左端固定在長木板M的左端，右端與小木塊m連接，且m、M及M與地面間摩擦不計開始時，m和M均靜止，現(xiàn)同時對m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2，設兩物體開始運動以后的整個運動過程中，彈簧形變不超過其彈性限度。對于m、M和彈簧組成的系統(tǒng) （ ）A由于F1、F2等大反向，故

5、系統(tǒng)機械能守恒B當彈簧彈力大小與F1、F2大小相等時，m、M各自的動能最大C由于F1、F2大小不變，所以m、M各自一直做勻加速運動D由于F1、F2均能做正功，故系統(tǒng)的機械能一直增大導示:由于F1、F2對系統(tǒng)做功之和不為零，故系統(tǒng)機械能不守恒，A錯誤；當彈簧彈力大小與F1、F2大小相等時，速度達到最大值，故各自的動能最大，B正確；由于彈力是變化的，m、M所受合力是變化的，不會做勻加速運動，C錯誤；由于F1、F2先對系統(tǒng)做正功，當兩物塊速度減為零時，彈簧的彈力大于F1、F2，之后，兩物塊再加速相向運動，F(xiàn)1、F2對系統(tǒng)做負功，系統(tǒng)機械能開始減少，D錯誤。答案：B。本題涉及到彈簧，功、機械能守恒的條

6、件、力和運動的關系等較多知識。題目情景比較復雜，全面考查考生理解、分析、解決問題的能力。功能關系與彈簧相結合的考題在近年高考中出現(xiàn)得較多，復習中要加以重視。方法探究類型一單個物體機械能守恒守恒問題ACDBO【例1】（江蘇省海門市2020年高三物理模擬試卷）如圖所示，豎直平面內(nèi)的3/4圓弧形光滑軌道半徑為R，A端與圓心O等高，AD為水平面，B點在O的正上方，一個小球在A點以一豎直向下初速度進入圓軌道并恰能到達B點。求：小球在A點的初速度為多少？落點C與A點的水平距離？導示:（1）A點運動到B點，則 m vA2=m vB2 +mg R 恰能通過最高點B時 mg=m 解得vA = （2）由B到C平拋

7、運動 R=gt2 soc=vBt 解得sAc= socR=（1）R 對研究單個物體機械能守恒問題從能量守恒觀點和轉化觀點進行列式解題。類型二利用機械能守恒定律解決流體問題K【例2】如圖所示，粗細均勻的U形管內(nèi)裝有總長為4L的水。開始時閥門K閉合，左右支管內(nèi)水面高度差為L。打開閥門K后，左右水面剛好相平時左管液面的速度是多大？（管的內(nèi)部橫截面很小，摩擦阻力忽略不計）導示:由于不考慮摩擦阻力，故整個水柱的機械能守恒。從初始狀態(tài)到左右支管水面相平為止，相當于有長L/2的水柱由左管移到右管。系統(tǒng)的重力勢能減少，動能增加。該過程中，整個水柱勢能的減少量等效于高L/2的水柱降低L/2重力勢能的減少。不妨設

8、水柱總質量為8m，則，得。本題在應用機械能守恒定律時仍然是用 建立方程，在計算系統(tǒng)重力勢能變化時用了等效方法。需要注意的是：研究對象仍然是整個水柱，到兩個支管水面相平時，整個水柱中的每一小部分的速率都是相同的。類型三用機械能守恒定律定律解決多體類【例3】（南京外國語學校高三年級第一次月考）一半徑為R的半圓形豎直圓柱面，用輕質不可伸長的細繩連接的A、B兩球，懸掛在圓柱面邊緣兩側，A球質量為B球質量的2倍，現(xiàn)將A球從圓柱邊緣處由靜止釋放，如圖所示，已知A始終不離開球面，且細繩足夠長，若不計一切摩擦. RAB（1）求A球沿圓柱面滑至最低點時速度的大小。（2）求A球沿圓柱面運動的最大位移。導示:（1）

9、設A球沿圓柱面滑至最低點時速度的大小為v，則據(jù)機械能守恒定律可得： 又因為 解得 （2）當A球的速度為0時，A球沿圓柱面運動的位移最大，設為s，則據(jù)機械能守恒定律可得： 解得 成功體驗1（南通市2020屆高三基礎調(diào)研測試）如圖所示，某人將質量為m的石塊從距地面h高處斜向上方拋出，石塊拋出時的速度大小為v0，不計空氣阻力，石塊落地時的動能為 mv0hA B C D2物體從高為H處自由落下，以地面為零勢能面，當它的動能和勢能相等時，物體離地面的高度為h，它的瞬時速度大小是v，則h和v大小為：（ ） A，；B，；C，；D，。3如圖所示，一長為，質量為的勻質柔軟鏈條，放在光滑的水平桌面上，有懸于桌外，求：放手后鏈條由靜止開始運動至其左端剛要離開桌面的瞬間鐵鏈條的速度是多少？4（南京市秦淮中學2020年物理高考模擬試卷）如圖所示，B是質量為2m、半徑為R的光滑半球形碗，放在光滑的水平桌面上。A是質量為m的細長直桿，光滑套管D被固定在豎直方向，A可以自由上下運動，物塊C的質量為m，緊靠半球形碗放置。初始時，A桿被