精品]2012年 高考物理一轮复习 专题五 第3讲 机械能守恒定律 [配套课件]

第 3 讲

机械能守恒定律

考点 1

机械能、机械能守恒定律

1.重力势能：物体由于被举高而具有的能. 路径 2.重力做功与重力势能的关系：重力做功与_____无关， 只与始末位置的高度差有关.重力对物体做正功，重力势能就 减小 增加 _____;重力对物体做负功，重力势能就_____.重力对物体做 的功等于物体重力势能的减少量，即 WG=-(Ep2-Ep1) .

3.弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量. 正功 4.弹力做功与弹性势能的关系：弹力做_____,弹性势能 负功 减小；弹力做_____,弹性势能增加.弹力对物体做的功等于弹 性势能的减少量，即 W 弹=-(Ep2-Ep1). 动能 5.机械能：_____和势能统称为机械能. 6.机械能守恒定律 重力 弹力 (1)内容：在只有_____或_____做功的物体系统内，动能与 势能相互转化，而总的机械能保持不变. (2)判断机械能是否守恒的方法 ①根据力做功判断，系统内只有重力做功或弹力做功，机 械能守恒.

②根据能的转化判断，只发生系统内势能与动能的转化， 机械能守恒.

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)(2011 年执信、深外、中山一中联考)如图 5-3-1 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 ) 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 图 5-3-1

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 Ek2+Ep2=Ek1+Ep1. (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 Ep=- Ek. (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 EA减= EB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(Ek1+Ep1=Ek2+ Ep2、 Ek=- Ep 或 EA=- EB)进行求解.

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 3m,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( B )

图 5-3-2 A.h B.1.5h C.2h D.2.5h

解析：在 b 球落地前，a、b 球组成的系统机械能守恒，且 a、 两球速度大小相等， b 根据机械能守恒定律可知： 3mgh-mgh 1 =2(m+3m)v2,v= gh.b 球落地时，a 球高度为 h,之后 a 球向 1 2 上做竖直上抛运动，在这个过程中机械能守恒，2mv =mg h, v2 h h=2g=2,所以 a 球可达到的最大高度为 1.5h,B 项正确.

4.长为 L、质量分布均匀的绳子，对称地悬挂在轻小的定 滑轮上，如图 5-3-3 所示.轻轻地推动一下，让绳子滑下， 那么当绳子离开滑轮的瞬间，绳子的速度为多少？

图 5-3-3

解：如图 23,由机械能守恒定律，取小滑轮处为零势能面.

图 23 1 L L 1 -2×2mg 4 =-mg 2 +2mv2 则 v= 1 2gL.

热点

机械能守恒定律与曲线运动结合

【例 1】(2011 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α=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/s2,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 f1=800 N,平均阻力 f2=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 5-3-4

1 2 解析：(1)机械能守恒 mgl(1-cos α)=2mv ① v2 圆周运动 F′-mg=m l 解得 F′=(3-2cos α)mg 人对绳的拉力 F=F′=1 080 N. (2)由动能定理得 mg(H-lcos α+d)-(f1+f2)d=0 则d =

mg ( H l cos α ) f1 + f 2 mg

解得 d=1.2 m.

(3)选手从最低点开始做平抛运动 x=vt 1 2 H-l=2gt 且由①式解得： x = 2 l ( H l )(1 cos α )H 当 l= 2 时，x 有最大值，解得 l=1.5 m.

因此，两人的看法均不正确.当绳长越接近 1.5 m 时，落点距岸 边越远. 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 …… 此处隐藏：882字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……