優(yōu)化探究2014年新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí)人教物理2-5

1、一、重力勢能1重力做功的特點(diǎn)重力做功與 無關(guān)，只與物體初末位置的 有關(guān)重力做功的大小WG .2重力勢能的表達(dá)式：Ep .第3單元機(jī)械能機(jī)械能守恒定律路徑高度差mghmgh3重力做功與重力勢能變化的關(guān)系(1)定性關(guān)系：重力對物體做正功，重力勢能就 ；重力對物體做負(fù)功，重力勢能就 (2)定量關(guān)系：重力對物體做的功 物體重力勢能的減少量即WG(Ep2Ep1)Ep1Ep2.溫馨提示重力勢能是標(biāo)量，但有正負(fù)，其意義表示物體的重力勢能比它在零勢能面大還是小增加等于減小二、彈性勢能1大?。簭椥詣菽艿拇笮∨c形變量及勁度系數(shù)有關(guān)，彈簧的形變量 ，勁度系數(shù) ，彈簧的彈性勢能越大2彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系彈力做

2、正功彈性勢能 ，彈力做負(fù)功彈性勢能 即彈簧恢復(fù)原長過程中彈力做 ，彈性勢能 ，形變量變大的過程中彈力做 ，彈性勢能 越大越大減小增加正功減小負(fù)功增加三、機(jī)械能守恒定律1內(nèi)容：在只有 做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持 2表達(dá)式Ek1Ep1Ek2Ep2重力或彈力不變溫馨提示由于動能和勢能都是相對量，故機(jī)械能也是相對量，在應(yīng)用機(jī)械能守恒定律時，等號左右兩邊的動能必須相對同一參考系，勢能必須相對同一零勢能面1關(guān)于彈性勢能的大小，下列說法正確的是()A當(dāng)彈簧變長時，它的彈性勢能一定增大B當(dāng)彈簧變短時，它的彈性勢能一定變小C在拉伸長度相同時，k越大的彈簧，它的彈性勢能越大D彈簧拉

3、伸時的彈性勢能一定大于壓縮時的彈性勢能解析：彈簧彈性勢能的大小，除了跟勁度系數(shù)k有關(guān)外，還跟它的形變量有關(guān)如果彈簧原來處在壓縮狀態(tài)，當(dāng)它變長時，它的彈性勢能減小，在原長處時其彈性勢能最小，所以A、B、D均不對答案：C2下列運(yùn)動中滿足機(jī)械能守恒的是()A鉛球從手中拋出后的運(yùn)動(不計空氣阻力)B子彈射穿木塊C細(xì)繩一端固定，另一端拴著一個小球，使小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動D吊車將貨物勻速吊起解析：鉛球從手中拋出后，在不計空氣阻力的情況下只有重力做功，沒有其他力做功，機(jī)械能守恒，A正確；子彈穿過木塊的過程中，子彈受到木塊施加的摩擦力的作用，摩擦力對子彈做負(fù)功，子彈的動能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能不

4、守恒，B不正確； 小球在光滑的水平面上做圓周運(yùn)動，受到重力，水平面對小球的支持力，還有細(xì)繩對小球的拉力作用，這些力皆與小球的運(yùn)動方向垂直，不做功，所以小球在運(yùn)動過程中無能量轉(zhuǎn)化，保持原有的動能不變，即機(jī)械能守恒，C正確；吊車將貨物勻速吊起的過程中，貨物受到與其重力大小相等、方向相反的拉力作用，上升過程中除重力做功外還有拉力對物體做正功，貨物的機(jī)械能增加，運(yùn)動過程機(jī)械能不守恒，D不正確答案：AC3.(2011年高考江蘇卷)如圖所示，演員正在進(jìn)行雜技表演由圖可估算出他將一只雞蛋拋出的過程中對雞蛋所做的功最接近于()A0.3 JB3 JC30 J D300 J解析：由生活常識及題圖知，一只雞蛋的質(zhì)量

5、接近0.05 kg，上拋高度在0.6 m左右，則人對雞蛋做的功Wmgh0.3 J，故A對，B、C、D錯答案：A4.(2013年莆田一中段考)如圖所示，固定的傾斜光滑桿上套有一個質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)與豎直放置的輕彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點(diǎn)，彈簧處于原長h.讓圓環(huán)沿桿滑下，滑到桿的底端時速度剛好為零，則在圓環(huán)下滑過程中()A圓環(huán)機(jī)械能守恒B彈簧的彈性勢能一定先增大后減小C彈簧的彈性勢能變化了mghD彈簧的彈性勢能最大時圓環(huán)的動能最大解析：下滑過程中圓環(huán)、地球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故A錯；由題意知，彈簧是先壓縮再伸長，即彈性勢能是先增大，再減小，再增大，故B錯；圓環(huán)初、末狀態(tài)

6、的動能都為零，則減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，故C對、D錯答案：C要點(diǎn)一機(jī)械能守恒的判斷1守恒條件：只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功2判斷方法溫馨提示(1)當(dāng)物體所受的合力為零(或合力做功為零)時，物體的機(jī)械能不一定守恒(2)對一些繩子突然繃緊、物體間非彈性碰撞等，除非題目特別說明，否則機(jī)械能必定不守恒例1木塊靜止掛在繩子下端，一子彈以水平速度射入木塊并留在其中，再與木塊一起共同擺到一定高度如圖所示，從子彈開始射入到共同上擺到最大高度的過程中，下列說法正確的是()A子彈的機(jī)械能守恒B木塊的機(jī)械能守恒C子彈和木塊總機(jī)械能守恒D子彈和木塊上擺過程中機(jī)械能守恒思路點(diǎn)撥(1)分析子彈受力情況及各力所做

7、的功；(2)分析系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化的情況自主解答子彈射入木塊過程，系統(tǒng)中摩擦力做負(fù)功，機(jī)械能減少，而共同上擺過程，系統(tǒng)只有重力做功，機(jī)械能守恒綜上所述，整個過程機(jī)械能減少，減少部分等于克服摩擦力做功產(chǎn)生的熱量答案D1(2011年高考課標(biāo)全國卷)一蹦極運(yùn)動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落，到最低點(diǎn)時距水面還有數(shù)米距離假定空氣阻力可忽略，運(yùn)動員可視為質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的是()A運(yùn)動員到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢能始終減小B蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力做負(fù)功，彈性勢能增加C蹦極過程中，運(yùn)動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D蹦極過程中，重力勢能的改變與重力勢能零點(diǎn)的選取有關(guān)解析：運(yùn)動員到達(dá)最低點(diǎn)前，重力一

8、直做正功，重力勢能減小，選項A正確；彈力一直做負(fù)功，彈性勢能增加，選項B正確；除重力、彈力之外無其他力做功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，選項C正確；重力勢能的改變與重力勢能零點(diǎn)的選取無關(guān)，故選項D錯誤答案：ABC要點(diǎn)二機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式及應(yīng)用1三種守恒表達(dá)式的比較2.應(yīng)用機(jī)械能守恒的方法步驟(2)根據(jù)受力分析和各力做功情況分析，確定是否符合機(jī)械能守恒條件(3)確定初末狀態(tài)的機(jī)械能或運(yùn)動過程中物體機(jī)械能的轉(zhuǎn)化情況(4)選擇合適的表達(dá)式列出方程，進(jìn)行求解(5)對計算結(jié)果進(jìn)行必要的討論和說明溫馨提示機(jī)械能守恒定律是一種“能能轉(zhuǎn)化”關(guān)系，其守恒是有條件的，因此，應(yīng)用時首先要對研究對象在所研究的過程中機(jī)械能是

9、否守恒做出判斷例2(13分)如圖所示，斜面軌道AB與水平面之間的夾角53，BD為半徑R4 m的圓弧形軌道，且B點(diǎn)與D點(diǎn)在同一水平面上，在B點(diǎn)，斜面軌道AB與圓弧形軌道BD相切，整個軌道處于豎直平面內(nèi)且處處光滑，在A點(diǎn)處有一質(zhì)量m1 kg的小球由靜止下滑，經(jīng)過B、C兩點(diǎn)后從D點(diǎn)斜拋出去，最后落在地面上的S點(diǎn)時的速度大小vS8 m/s，已知A點(diǎn)距地面的高度H10 m，B點(diǎn)距地面的高度h5 m，設(shè)以MDN為分界線，其左邊為一阻力場區(qū)域，右邊為真空區(qū)域，g取10 m/s2，cos 530.6，求：(1)小球經(jīng)過B點(diǎn)時的速度為多大？(2)小球經(jīng)過圓弧軌道最低處C點(diǎn)時對軌道的壓力多大？(3)小球從D點(diǎn)拋出

10、后，受到的阻力Ff與其瞬時速度方向始終相反，求小球從D點(diǎn)至S點(diǎn)的過程中阻力Ff所做的功思路點(diǎn)撥解答本題時應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)軌道ABCD光滑，只有重力對小球做功(2)MN左側(cè)為阻力場區(qū)域，有阻力對小球做負(fù)功(3)B、D等高，兩處小球速度大小相等答案(1)10 m/s(2)43 N(3)68 J2.如圖所示，ABC和DEF是在同一豎直平面內(nèi)的兩條光滑軌道，其中ABC的末端水平，DEF是半徑為r0.4 m的半圓形軌道，其直徑DF沿豎直方向，C、D可看作重合的點(diǎn)現(xiàn)有一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從軌道ABC上距C點(diǎn)高為H的地方由靜止釋放(g取10 m/s2)(1)若要使小球經(jīng)C處水平進(jìn)入軌道DEF且能沿軌道運(yùn)

11、動，H至少要有多高？(2)若小球靜止釋放處離C點(diǎn)的高度h小于(1)中H的最小值，小球可擊中與圓心等高的E點(diǎn)，求h.答案：(1)0.2 m(2)0.1 m要點(diǎn)三機(jī)械能守恒定律與動能定理的綜合應(yīng)用1機(jī)械能守恒定律和動能定理的相同點(diǎn)(1)思想方法相同：機(jī)械能守恒定律和動能定理都是從做功和能量轉(zhuǎn)化的角度來研究物體在力的作用下狀態(tài)的變化(2)表達(dá)這兩個規(guī)律的方程都是標(biāo)量式2應(yīng)用機(jī)械能守恒定律和動能定理解題的不同點(diǎn)溫馨提示動能定理側(cè)重于解決一個研究對象受合力做功的影響而引起自身動能變化的問題而機(jī)械能守恒定律是排除外界因素對系統(tǒng)的影響，研究系統(tǒng)內(nèi)研究對象之間動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化規(guī)律例3如圖所示，傾角為的光滑斜面上放有兩個質(zhì)量均為 m的小球A和B，兩球之間用一根長為L的輕桿相連，下面的小球B離斜面底端的高度為h.兩球從靜止開始下滑，不計球與地面碰撞時的機(jī)械能損失，且地面光滑，求：(1)兩球都進(jìn)入光滑水平面時兩小球運(yùn)動的速度大?。?2)此過程中桿對B球所做的功思路點(diǎn)撥解答本題時要注意以下三點(diǎn)：(1)A和B組成的系統(tǒng)在下滑過程中機(jī)械能守恒(2)在水平面上，