【優(yōu)化方案】高考物理總復(fù)習(xí) 第5章第三節(jié)機(jī)械能守恒定律課件 大綱

第三節(jié)機(jī)械能守恒定律第三節(jié)機(jī)械能守恒定律基礎(chǔ)知識(shí)梳理課堂互動(dòng)講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練基礎(chǔ)知識(shí)梳理一、重力勢能1．定義：物體的重力勢能等于它所受____與____的乘積．2．公式：Ep＝____.3．矢標(biāo)性：重力勢能是標(biāo)量，但有正、負(fù)，其意義是表示物體的重力勢能比它在________上大還是小，這與功的正、負(fù)的物理意義不同．重力高度參考平面mgh4．特點(diǎn)(1)系統(tǒng)性：重力勢能是____和____共有的．(2)相對(duì)性：重力勢能的大小與________的選取有關(guān)．重力勢能的變化是____的，與參考平面的選取____.5．重力做功與重力勢能變化的關(guān)系重力做正功時(shí)，重力勢能____；重力做負(fù)功時(shí)，重力勢能____；重力做多少正(負(fù))功，重力勢能就__________多少，即WG＝________.地球物體參考平面絕對(duì)無關(guān)減小增大減小(增大)Ep1－Ep2二、彈性勢能1．定義：物體由于發(fā)生________而具有的能．2．大小：彈性勢能的大小與______及________有關(guān)，彈簧的形變量越大，勁度系數(shù)____，彈簧的彈性勢能____.3．彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系彈力做正功，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____.彈性形變形變量勁度系數(shù)越大越大減小增大正功減小負(fù)功增大三、機(jī)械能守恒定律1．內(nèi)容：在只有____、____做功的情形下，物體的動(dòng)能和勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持____.2．表達(dá)式(1)Ek1＋Ep1＝________(要選零勢能參考平面)．(2)ΔEk＝______(不用選零勢能參考平面)．(3)ΔEA增＝______(不用選零勢能參考平面)．3．機(jī)械能守恒的條件只有____(或彈簧的____)做功或雖有其他外力做功但其他力做功的代數(shù)和____.重力彈力不變Ek2＋Ep2－ΔEpΔEB減重力彈力為零課堂互動(dòng)講練一、機(jī)械能守恒條件的理解及守恒判斷方法1．對(duì)機(jī)械能守恒條件的理解機(jī)械能守恒的條件是：只有重力或彈力做功．可以從以下兩個(gè)方面理解：(1)只受重力作用，例如在不考慮空氣阻力的情況下的各種拋體運(yùn)動(dòng)，物體的機(jī)械能守恒．(2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或彈力做功．例如物體沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力不做功，物體的機(jī)械能守恒．2．判斷機(jī)械能是否守恒的幾種方法(1)利用機(jī)械能的定義判斷(直接判斷)：若物體在水平面勻速運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能、勢能均不變，機(jī)械能不變．若一個(gè)物體沿斜面勻速下滑，其動(dòng)能不變，重力勢能減少，其機(jī)械能減少．(2)用做功判斷：若物體或系統(tǒng)只有重力(或彈簧的彈力)做功，雖受其他力，但其他力不做功，機(jī)械能守恒．(3)用能量轉(zhuǎn)化來判斷：若物體系統(tǒng)中只有動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒．(4)對(duì)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．即時(shí)應(yīng)用1.(2011年河南鄭州測試)下列物體運(yùn)動(dòng)過程中滿足機(jī)械能守恒的是(

)A．跳傘運(yùn)動(dòng)員張開傘后，在空中勻速下降B．忽略空氣阻力，物體豎直上拋C．火箭升空D．拉著物體沿光滑斜面勻速上升解析：選B.跳傘運(yùn)動(dòng)員勻速下降，除重力做功外，還有阻力做功，A錯(cuò)；物體豎直上拋時(shí)，只有重力做功，機(jī)械能守恒，B正確；火箭升空時(shí)，推力做正功，機(jī)械能增加，C不正確；拉著物體沿光滑斜面勻速上升時(shí)，機(jī)械能增加，D不正確．二、機(jī)械能能守恒定律律的應(yīng)用1．定律的三三種表達(dá)形形式(1)E1＝E2或Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2，表示系統(tǒng)統(tǒng)在初狀態(tài)態(tài)機(jī)械能等等于其末狀狀態(tài)的機(jī)械械能．運(yùn)用用這種形式式表達(dá)時(shí)，，應(yīng)選好零零勢能面，，且初、末末狀態(tài)的高高度已知，，系統(tǒng)除地地球外，只只有一個(gè)物物體時(shí)，用用這種表達(dá)達(dá)形式較方方便．(2)ΔEp＝－ΔEk，表示系統(tǒng)統(tǒng)(或物體)機(jī)械能守恒恒時(shí)，系統(tǒng)統(tǒng)減少(或增加)的勢能等于于增加(或減少)的總動(dòng)能．．應(yīng)用時(shí)，，關(guān)鍵在于于分清重力力勢能的增增加量和減減少量，可可不選參考考平面而直直接計(jì)算初初、末狀態(tài)態(tài)的勢能差差．這種表表達(dá)方式一一般用于始始末狀態(tài)的的高度未知知，但高度度變化已知知的情況．．(3)ΔEA增＝ΔEB減，表示若系系統(tǒng)由A、B兩部分組成成，則A部分物體機(jī)機(jī)械能的增增加量與B部分物體機(jī)機(jī)械能的減減少量相等等．以上三種表表達(dá)方式中中，(1)是最基本的的表達(dá)方式式，易于理理解和掌握握，但始、、末狀態(tài)的的動(dòng)能和勢勢能要分析析全，防止止遺漏某種種形式的機(jī)機(jī)械能．應(yīng)應(yīng)用(2)、(3)方式列出的的方程簡捷捷，是同學(xué)學(xué)們應(yīng)該重重點(diǎn)掌握的的，但在分分析勢能的的變化時(shí)易易出錯(cuò)，要要引起注意意．2．解解題題的的基基本本步步驟驟(1)正確選取研究究對(duì)象，必須須明確研究對(duì)對(duì)象是一個(gè)系系統(tǒng)，而不能能是一個(gè)單一一的物體．(2)分析研究對(duì)象象在運(yùn)動(dòng)過程程中的受力情情況，明確各各力的做功情情況，判斷機(jī)機(jī)械能是否守守恒．(3)選取零勢能面面，確定研究究對(duì)象在初、、末狀態(tài)的機(jī)機(jī)械能．(4)根據(jù)機(jī)械能守守恒定律列出出方程．(5)解方程求出結(jié)結(jié)果，并對(duì)結(jié)結(jié)果進(jìn)行必要要的討論和說說明．即時(shí)應(yīng)用2．如圖5－3－1所示，在水平平臺(tái)面上的A點(diǎn)，一個(gè)質(zhì)量量為m的物體以初速速度v0被拋出，不計(jì)計(jì)空氣阻力，，求它到達(dá)臺(tái)臺(tái)面下h處的B點(diǎn)時(shí)速度的大大?。畧D5－3－1經(jīng)典題型探究

(2010年高考上海物理卷)如圖5－3－2，ABC和ABD為兩個(gè)光滑固定軌道，A、B、E在同一水平面上，C、D、E在同一豎直線上，D點(diǎn)距水平面的高度為h，C點(diǎn)的高度為2h，一滑塊從A點(diǎn)以初速度v0分別沿兩軌道滑行到C或D處后水平拋出．例1“單個(gè)”物體的機(jī)械能守恒題型一圖5－3－2(1)求滑塊落到水水平面時(shí)，落落點(diǎn)與E點(diǎn)間的距離sC和sD；(2)為實(shí)現(xiàn)sC＜sD，v0應(yīng)滿足什么條條件？【思路點(diǎn)撥】滑塊滑到軌道道最高點(diǎn)的過過程中機(jī)械能能守恒，離開開最高點(diǎn)做平平拋運(yùn)動(dòng)．例2多個(gè)物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒題型二(2011年蘇北四市調(diào)調(diào)研)如圖5－3－3所示，光滑固固定的豎直桿桿上套有一個(gè)個(gè)質(zhì)量m＝0.4kg的小物塊A，不可伸長的的輕質(zhì)細(xì)繩通通過固定在墻墻壁上、大小小可忽略的定定滑輪D，連接小物塊塊A和小物塊B，虛線CD水平，間距d＝1.2m，此時(shí)連接小小物塊A的細(xì)繩與豎直直桿的夾角為為37°，圖5－3－3小物塊A恰能保持靜止止．現(xiàn)在在小小物塊B的下端掛一個(gè)個(gè)小物塊Q(未畫出)，小物塊A可從圖示位置置上升并恰好好能到達(dá)C處．不計(jì)摩擦擦和空氣阻力力，cos37°°＝0.8、sin37°°＝0.6，重力加速度度g取10m/s2.求：(1)小物塊A到達(dá)C處時(shí)的加速度度大?。?2)小物塊B的質(zhì)量；(3)小物塊塊Q的質(zhì)量量．【解析】(1)當(dāng)小物物塊A到達(dá)C處時(shí)，，由受受力分分析可可知：：水平平方向向受力力平衡衡，豎豎直方方向只只受重重力作作用，，所以以小物物塊A的加速速度a＝g＝10m/s2.(2)設(shè)小物物塊B的質(zhì)量量為mB，繩子子拉力力為FT；根據(jù)據(jù)平衡衡條件件：FTcos37°＝mgFT＝mBg聯(lián)立解解得mB＝0.5kg.(3)設(shè)小物物塊Q的質(zhì)量量為m0，根根據(jù)據(jù)系系統(tǒng)統(tǒng)機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒得得：：mghAC＝(mB＋m0)ghBhAC＝dcot37°＝1.6m【答案】(1)10m/s2(2)0.5kg(3)0.3kg變式訓(xùn)練練1如圖5－3－4所示，光光滑圓柱柱被固定定在水平平平臺(tái)上上，用輕輕繩跨過過圓柱體體與兩小小球m1、m2相連(m1、m2分別為它它們的質(zhì)質(zhì)量)，開始時(shí)時(shí)讓m1放在平臺(tái)臺(tái)上，兩兩邊繩繃繃直，兩兩球從靜靜止開始始m1上升，m2下降，當(dāng)當(dāng)m1上升到圓圓柱的最最高點(diǎn)時(shí)時(shí)，繩子子突然斷斷裂，發(fā)發(fā)現(xiàn)m1恰能做平平拋運(yùn)動(dòng)動(dòng)拋出．．求m2應(yīng)為m1的多少倍倍？圖5－3－4機(jī)械能守守恒定律律與動(dòng)能能定理的的綜合應(yīng)應(yīng)用例3(滿分樣板板12分)(2011年福建模模擬)如圖5－3－5所示，傾傾角為θ的光滑斜斜面上放放有兩個(gè)個(gè)質(zhì)量均均為m的小球A和B，兩球之之間用一一根長為為L的輕桿相相連，下下面的小小球B離題型三圖5－3－5斜面底端端的高度度為h.兩球從靜靜止開始始下滑，，不計(jì)球球與地面面碰撞時(shí)時(shí)的機(jī)械械能損失失，且地地面光滑滑，求：：(1)兩球都進(jìn)進(jìn)入光滑滑水平面面時(shí)兩小小球運(yùn)動(dòng)動(dòng)的速度度大??；；(2)此過程中中桿對(duì)B球所做的的功．【思路點(diǎn)撥撥】解答本題題時(shí)要注注意以下下三點(diǎn)：：(1)A和B組成的系系統(tǒng)在下下滑過程程中機(jī)械械能守恒恒．(2)在水平面面上，A、B的速度相相等．(3)桿對(duì)B球的力在在整個(gè)過過程中為為變力，，變力的的功可應(yīng)應(yīng)用動(dòng)能能定理求求解．【解析】(1)由于不計(jì)計(jì)摩擦力力及碰撞撞時(shí)的機(jī)機(jī)械能損損失，因因此兩球球組成的的系統(tǒng)機(jī)機(jī)械能守守恒．兩兩球在光光滑水平平面上運(yùn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的的速度大大小相等等，設(shè)為為v，根據(jù)機(jī)機(jī)械能守守恒定律律有：【規(guī)律總結(jié)結(jié)】對(duì)于計(jì)算算系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)彈力做做功問題題，先根根據(jù)機(jī)械械能守恒恒求速度度，再利利用動(dòng)能能定理求求功．變式訓(xùn)練練2如圖5－3－6所示，質(zhì)