高三一輪復(fù)習(xí)機(jī)械能守恒定律完整

1、要點(diǎn)分析：要點(diǎn)分析：機(jī)械能守恒定律是能量守恒定律在機(jī)械運(yùn)動范圍機(jī)械能守恒定律是能量守恒定律在機(jī)械運(yùn)動范圍內(nèi)的具體體現(xiàn)，是能量守恒的特殊形式，機(jī)械內(nèi)的具體體現(xiàn)，是能量守恒的特殊形式，機(jī)械能守恒定律既是中學(xué)物理教學(xué)中的重點(diǎn)又是高能守恒定律既是中學(xué)物理教學(xué)中的重點(diǎn)又是高考的熱點(diǎn)。對機(jī)械能守恒定律條件的理解可從考的熱點(diǎn)。對機(jī)械能守恒定律條件的理解可從以下兩個方面入手：以下兩個方面入手：(1)從從功的角度功的角度入手：若物體除了重力、彈力以入手：若物體除了重力、彈力以外還有其他力，但這些力都不做功，或其他力外還有其他力，但這些力都不做功，或其他力做功，但做功的代數(shù)和為零，則機(jī)械能守恒。做功，但做功的代數(shù)

2、和為零，則機(jī)械能守恒。(2)從從能的角度能的角度入手：入手： 如果系統(tǒng)中的物體只有動如果系統(tǒng)中的物體只有動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化，沒有其他形式能的轉(zhuǎn)移，能和勢能之間的轉(zhuǎn)化，沒有其他形式能的轉(zhuǎn)移，則機(jī)械能守恒。則機(jī)械能守恒。機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律1(單選)(2010 年上海卷)高臺滑雪運(yùn)動員騰空躍下，如果不考慮空氣阻力，則下落過程中該運(yùn)動員機(jī)械能的轉(zhuǎn)換關(guān)系是()CA動能減少，重力勢能減少B動能減少，重力勢能增加C動能增加，重力勢能減少D動能增加，重力勢能增加解析：高度降低，重力做功，重力勢能減少，動能增大C 正確2(雙選)(2011 年執(zhí)信、深外、中山一中聯(lián)考)如圖 531所示，小球自 a 點(diǎn)

3、由靜止自由下落，到 b 點(diǎn)時與彈簧接觸，到 c點(diǎn)時彈簧被壓縮到最短，若不計彈簧質(zhì)量和空氣阻力，在小球由 abc 的運(yùn)動過程中()BD圖 531A小球的機(jī)械能守恒B小球和彈簧總機(jī)械能守恒C小球在 b 點(diǎn)時動能最大D小球 bc 的運(yùn)動過程中加 速度先減小后增加考點(diǎn)2機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用1機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)式(1)從守恒的角度：選取某一平面為零勢能面，如果含有彈簧則彈簧處于原長時彈性勢能為零，系統(tǒng)末狀態(tài)的機(jī)械能和初狀態(tài)的機(jī)械能相等，即 Ek2Ep2Ek1Ep1.(2)從能量轉(zhuǎn)化的角度：系統(tǒng)的動能和勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化時，若系統(tǒng)勢能的減少量等于系統(tǒng)動能的增加量，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即EpEk.(3)從能

4、量轉(zhuǎn)移的角度：系統(tǒng)中有 A、B 兩個物體(或更多物體)，若 A 機(jī)械能的減少量等于 B 機(jī)械能的增加量，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即EA減EB增2利用機(jī)械能守恒定律解題的一般思路利用機(jī)械能守恒定律解題的一般思路(1)選取研究選取研究對象對象物體或系統(tǒng)；物體或系統(tǒng)；(2)根據(jù)研究對象所經(jīng)歷的物理過程，進(jìn)行根據(jù)研究對象所經(jīng)歷的物理過程，進(jìn)行受力、做功分析受力、做功分析，判斷判斷機(jī)械能機(jī)械能是否守恒；是否守恒；(3)恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研究對象在過程的初、末態(tài)恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研究對象在過程的初、末態(tài)時的機(jī)械能；時的機(jī)械能；(4)選取方便的機(jī)械能守恒定律的方程形式選取方便的機(jī)械能守恒定律的方程形式(

5、Ek1Ep1Ek2Ep2、EkEp 或或EAEB)進(jìn)行求解進(jìn)行求解題型一、機(jī)械能守恒的條件的理解題型一、機(jī)械能守恒的條件的理解例例1 下列敘述中正確的是（下列敘述中正確的是（ ）A. 做勻速直線運(yùn)動的物體的機(jī)械能一定守恒做勻速直線運(yùn)動的物體的機(jī)械能一定守恒B. 做勻速直線運(yùn)動的物體的機(jī)械能可能守恒做勻速直線運(yùn)動的物體的機(jī)械能可能守恒C. 外力對物體做功為外力對物體做功為0 ，物體的機(jī)械能一定，物體的機(jī)械能一定守恒守恒D. 系統(tǒng)內(nèi)只有重力和彈力做功時，系統(tǒng)的機(jī)系統(tǒng)內(nèi)只有重力和彈力做功時，系統(tǒng)的機(jī)械能一定守恒械能一定守恒提示提示 系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，可根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，可根據(jù)機(jī)械能守恒的

6、條件來判斷能守恒的條件來判斷 【變式】【變式】如圖所示，一輕彈簧左端固定在長木板如圖所示，一輕彈簧左端固定在長木板M的左的左端，右端與小木塊端，右端與小木塊m連接，且連接，且m、M及及M與地面間摩與地面間摩擦不計開始時，擦不計開始時，m和和M均靜止，現(xiàn)同時對均靜止，現(xiàn)同時對m、M施施加等大反向的水平恒力加等大反向的水平恒力F1和和F2，設(shè)兩物體開始運(yùn)動以，設(shè)兩物體開始運(yùn)動以后的整個運(yùn)動過程中，彈簧形變不超過其彈性限度。后的整個運(yùn)動過程中，彈簧形變不超過其彈性限度。對于對于m、M和彈簧組成的系統(tǒng)和彈簧組成的系統(tǒng) （ ）A由于由于F1、F2等大反向，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒等大反向，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒B當(dāng)彈

7、簧彈力大小與當(dāng)彈簧彈力大小與F1、F2大小相等時，大小相等時，m、M各自各自的動能最大的動能最大C由于由于F1、F2大小不變，所以大小不變，所以m、M各自一直做勻加各自一直做勻加速運(yùn)動速運(yùn)動D由于由于F1、F2均能做正功，故系統(tǒng)的機(jī)械能一直增大均能做正功，故系統(tǒng)的機(jī)械能一直增大F1和和F2要么同時做正功，要么同時做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒要么同時做正功，要么同時做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒 簧彈力大小與簧彈力大小與F1F2大小相等之前大小相等之前加速，之后減速，此時速度最大加速，之后減速，此時速度最大，動能最大，動能最大 3(單選單選)如圖如圖 532 所示，一很長的、不可伸長的柔軟所示，一很長的、

8、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球 a 和和 b.a 球質(zhì)量為球質(zhì)量為 m，靜置于地面；靜置于地面；b 球質(zhì)量為球質(zhì)量為 3m，用手托住，高度為，用手托住，高度為 h，此時輕繩，此時輕繩)剛好拉緊從靜止開始釋放剛好拉緊從靜止開始釋放 b 后，后，a 可能達(dá)到的最大高度為可能達(dá)到的最大高度為( 圖圖 532 BAhB1.5hC2hD2.5h題型二、系統(tǒng)機(jī)械能守恒的應(yīng)用題型二、系統(tǒng)機(jī)械能守恒的應(yīng)用易錯點(diǎn)：從能量轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)解決機(jī)械能守恒問題易錯點(diǎn)：從能量轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)解決機(jī)械能守恒問題【例【例 1】(雙選雙選)如圖如圖 536，質(zhì)量分別為，質(zhì)量分別為 m

9、和和 2m 的兩個小球的兩個小球 A 和和 B，中間用輕質(zhì)桿相連，在桿的中點(diǎn)，中間用輕質(zhì)桿相連，在桿的中點(diǎn) O 處有一固定轉(zhuǎn)動軸，把桿置于水平位置后釋放，在處有一固定轉(zhuǎn)動軸，把桿置于水平位置后釋放，在 B 球順時針擺動到最低位置的過程中球順時針擺動到最低位置的過程中AB 球的重力勢能減少，動能增加，球的重力勢能減少，動能增加，B 球和地球組成的系球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒統(tǒng)機(jī)械能守恒BA 球的重力勢能增加，動能也增加，球的重力勢能增加，動能也增加，A 球和地球組成的球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒系統(tǒng)機(jī)械能不守恒CA 球、球、B 球和地球組成球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒的系統(tǒng)機(jī)械能守恒DA 球

10、、球、B 球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械不守恒球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械不守恒在分析機(jī)械能是否守恒時可以看力做功和能的轉(zhuǎn)化本題中 B 球下落初看起來重力勢能減小，動能增大似乎 B 球機(jī)械能守恒，但 B 球除受重力以外還有桿的彈力，桿的彈力不像繩，方向并不一定沿桿的方向，即在做圓周運(yùn)動時桿的彈力可能做功，所以 B 球機(jī)械能不一定守恒再看 A 球的動能增加了，勢能也增加了，A 球的能量哪里來的呢？只能是桿對 A 球做功而來，所以 B 球受到的桿的彈力也做功所以對 A、B 單個物體來說，機(jī)械能都不守恒但桿并不存在彈性勢能，所以對 A、B 系統(tǒng)來說，只有動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒1(雙選雙選)如圖如圖 53

11、7 所示，一根不可伸長的輕繩所示，一根不可伸長的輕繩兩端分別系著小球兩端分別系著小球 A 和物塊和物塊 B，跨過固定于斜面體頂端，跨過固定于斜面體頂端的小滑輪的小滑輪 O，傾角為，傾角為 30的斜面體置于水平地面上的斜面體置于水平地面上A 的質(zhì)量為的質(zhì)量為 m，B 的質(zhì)量為的質(zhì)量為 4m.開始時，用手托住開始時，用手托住 A，使，使 OA 段繩恰處于水平伸直狀態(tài)段繩恰處于水平伸直狀態(tài)(繩中無拉力繩中無拉力)，OB 繩平行繩平行于斜面，此時于斜面，此時 B 靜止不動將靜止不動將 A 由靜止釋放，在其下擺由靜止釋放，在其下擺過程中，斜面體始終保持靜止，下列判斷中過程中，斜面體始終保持靜止，下列判斷

12、中正正確的是確的是(）A物塊物塊 B 受到的摩擦受到的摩擦力先減小后增大力先減小后增大B物塊物塊 B 受到的摩擦力一直增大受到的摩擦力一直增大C小球小球 A 的機(jī)械能守恒的機(jī)械能守恒D小球小球 A 的機(jī)械能不守恒的機(jī)械能不守恒例例2 :如圖所示，一固定的楔形木塊，其斜面的傾角如圖所示，一固定的楔形木塊，其斜面的傾角=30，另一邊與水平地面垂直，頂上有一個定，另一邊與水平地面垂直，頂上有一個定滑輪，跨過定滑輪的細(xì)線兩端分別與物塊滑輪，跨過定滑輪的細(xì)線兩端分別與物塊A和和B連連接，接，A的質(zhì)量為的質(zhì)量為4m，B的質(zhì)量為的質(zhì)量為m。開始時，將。開始時，將B按在地面上不動，然后放開手，讓按在地面上不動

13、，然后放開手，讓A沿斜面下滑而沿斜面下滑而B上升，所有摩擦均忽略不計。當(dāng)上升，所有摩擦均忽略不計。當(dāng)A沿斜面下滑距沿斜面下滑距離離s后，細(xì)線突然斷了。求物塊后，細(xì)線突然斷了。求物塊B上升的最大高度上升的最大高度H。（設(shè)。（設(shè)B不會與定滑輪相碰）不會與定滑輪相碰）2)4(21sin4vmmmgsmgsBA解：解：A、B系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有即即v2=4s繩斷瞬間繩斷瞬間,B做豎直上拋?zhàn)鲐Q直上拋,取繩斷瞬間取繩斷瞬間B處為零勢面處為零勢面,由機(jī)械由機(jī)械能守恒有能守恒有 :mghmv 221得得h=0.2s變式：每日一練變式：每日一練所以物塊所以物塊B上升的最大高度為上升的最大高度為H

14、=h+s=0.2s+s=1.2 s 變式變式2如圖所示，跨過同一高度處的光滑輕小定滑輪如圖所示，跨過同一高度處的光滑輕小定滑輪的細(xì)線連接著質(zhì)量相同的物體的細(xì)線連接著質(zhì)量相同的物體A和和B，A套在光滑水套在光滑水平桿上，定滑輪離水平桿的高度平桿上，定滑輪離水平桿的高度h=0.2m，開始時讓，開始時讓連接連接A的細(xì)線與水平桿的夾角的細(xì)線與水平桿的夾角=53。由靜止釋放。由靜止釋放A，在以后的運(yùn)動過程中，在以后的運(yùn)動過程中，A所能獲得的最大速度為所能獲得的最大速度為多少？（多少？（sin53=0.8，cos53=0.6，g取取10m/s2，且且B不會與水平桿相碰。）不會與水平桿相碰。）BAh【分析】

15、【分析】A、B兩物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，當(dāng)兩物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，當(dāng)A到達(dá)到達(dá)C處（垂直于定滑輪處（垂直于定滑輪)時速度最大，因為時速度最大，因為A到到C以以前，繩對前，繩對A做正功，動能增加，做正功，動能增加，A過過C以后繼續(xù)向右以后繼續(xù)向右運(yùn)動時，繩對運(yùn)動時，繩對A做負(fù)功，動能減小，做負(fù)功，動能減小，A到到C點(diǎn)時物體點(diǎn)時物體B的速度為零。的速度為零。解：在解：在A物體從開始到物體從開始到C點(diǎn)的過程中，點(diǎn)的過程中，B下落的距離為：下落的距離為：h=（h/sin53）h=0.05mA、B系統(tǒng)機(jī)械能守恒有：系統(tǒng)機(jī)械能守恒有：mgh=（1/2）2mv2，得得 A的最大速度為的最大速度為v=l

16、m/sC熱點(diǎn)機(jī)械能守恒定律與曲線運(yùn)動結(jié)合【例 1】(2011 年清遠(yuǎn)清城區(qū)一模)在游樂節(jié)目中，選手需要借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺上，小明和小陽觀看后對此進(jìn)行了討論如圖 534 所示，他們將選手簡化為質(zhì)量m60 kg 的質(zhì)點(diǎn)，選手抓住繩由靜止開始擺動，此時繩與豎直方向夾角53，繩的懸掛點(diǎn) O 距水面的高度為 H3 m不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量，浮臺露出水面的高度不計，水足夠深取重力加速度 g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6.(1)求選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時對繩拉力的大小 F；(2)若繩長 l2 m，選手?jǐn)[到最高點(diǎn)時松手落入水中設(shè)水對選手的平均浮力 f1800 N，平均阻力 f

17、2700 N，求選手落入水中的深度 d；(3)若選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時松手， 小明認(rèn)為繩越長，在浮臺上的落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn)；小陽認(rèn)為繩越短，落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn)請通過推算說明你的觀點(diǎn)圖 534這一類問題要認(rèn)真分析題意，看清有哪些過程，過程中力以及力做功情況，機(jī)械能是否守恒一般運(yùn)用機(jī)械能守恒定律求速度，再結(jié)合曲線運(yùn)動規(guī)律求其他物理量1(2010 年揭陽二模年揭陽二模)如圖如圖 535 所示，位于豎直所示，位于豎直平面內(nèi)的軌道，由一段斜直軌道和圓形軌道分別與水平平面內(nèi)的軌道，由一段斜直軌道和圓形軌道分別與水平面相切連接而成，各接觸面都是光滑的，圓形軌道的半面相切連接而成，各接觸面都是光滑的，圓形軌道的半徑為徑為 R.一質(zhì)量為一質(zhì)量為 m 的小物塊從斜軌道上的小物塊從斜軌道上 A 點(diǎn)處由靜止點(diǎn)處由靜止開始下滑，恰好通過圓形軌道最高點(diǎn)開始下滑，恰好通過圓形軌道最高點(diǎn) D(是一種臨界狀是一種臨界