5-3机械能守恒定律

必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升第三讲机械能守恒定第三讲机械能守恒定律律必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升回扣教材回扣教材 夯实基础夯实基础 落实考点落实考点基础自主温故基础自主温故必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升一、重力势能和弹性势能一、重力势能和弹性势能考点自清考点自清相相互互作作用用的的物物体体凭凭借借其其位位置置而而具具有有的的能能量量，叫叫做做 势能包括能包括 和和 1重力做功的特点重力做功的特点重重力力所所做做的的功功只只跟跟初初始始位位置置和和末末位位置置的的 有有关关，跟跟物物体的运体的运动 无关无关势能势能重力势能重力势能弹性势能弹性势能竖直高度竖直高度路径路径必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升2重力势能重力势能(1)定定义：物物体体的的重重力力势能能等等于于它它所所受受重重力力与与所所处高高度度的的_(2)表达式：表达式：Ep .(3)矢矢标性性：重重力力势能能是是 ，但但有有正正负，其其意意义表表示示物物体体的重力的重力势能比它在参考平面大能比它在参考平面大还是小是小(4)系系统性性：重重力力势能能是是 与与 所所组成成这个个系系统所所共共有有的的乘积乘积mgh标量标量地球地球物体物体必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升(5)相相对性性：重重力力势能能的的大大小小和和正正负与与 的的选取取有有关关，在其之上在其之上为 ，在其之下，在其之下为 (6)重力做功与重力重力做功与重力势能能变化的关系化的关系重重力力对物物体体做做的的功功等等于于物物体体重重力力势能能的的 ，即即WG_.参考平面参考平面正值正值负值负值减少量减少量(Ep2Ep1)Ep1Ep2必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升3弹性势能弹性势能(1)定定义：物体由于：物体由于发生生 而具有的能而具有的能(2)大大小小：弹性性势能能的的大大小小与与弹簧簧的的 和和_有有关关(3)弹力做功与力做功与弹性性势能能变化的关系化的关系弹力力做做正正功功，弹性性势能能 ；弹力力做做负功功，弹性性势能能_弹性形变弹性形变形变量形变量劲度系数劲度系数减小减小增加增加必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升基础自测基础自测1将将质量量为100 kg的的物物体体从从地地面面提提升升到到10 m高高处，在在这个个过程中，下列程中，下列说法中正确的是法中正确的是(取取g10 m/s2)()A重力做正功，重力重力做正功，重力势能增加能增加1.0104 JB重力做正功，重力重力做正功，重力势能减少能减少1.0104 JC重力做重力做负功，重力功，重力势能增加能增加1.0104 JD重力做重力做负功，重力功，重力势能减少能减少1.0104 J必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升解解析析：由由于于重重力力的的方方向向和和物物体体上上升升的的位位移移方方向向相相反反，故故重重力力做做负负功功，物物体体的的重重力力势势能能增增加加Epmgh10010104 J1.0104 J，故选项，故选项C正确正确答案：答案：C必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升二、机械能守恒定律二、机械能守恒定律考点自清考点自清1内内容容：在在只只有有 或或 做做功功的的物物体体系系统内内，物物体体的的动能能和和势能能相互相互转化，而机械能的化，而机械能的总量保持量保持_2 机机 械械 能能 守守 恒恒 定定 律律 的的 表表 达达 式式：E2 E1或或_.重力重力弹力弹力不变不变Ek2Ep2Ek1Ep1必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升基础自测基础自测2如如图所所示示，在在地地面面上上以以速速度度v0抛抛出出质量量为m的的物物体体，抛抛出出后后物物体体落落到到比比地地面面低低的的海海平平面面上上若若以以地地面面为零零势能能面面而而且且不不计空气阻力，空气阻力，则()必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升答案：答案：BCD 必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升考点深析考点深析 拓展延伸拓展延伸 详讲精练详讲精练考点探究讲练考点探究讲练必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升1守守恒恒的的条条件件只只有有重重力力、弹弹力力做做功功，可可以以从从以以下下三三个个方方面面理解理解(1)只只受受重重力力作作用用，例例如如在在不不考考虑空空气气阻阻力力的的情情况况下下的的各各种种抛抛体运体运动，物体的机械能守恒，物体的机械能守恒(2)受其他外力，但其他外力不做功，只有重力或受其他外力，但其他外力不做功，只有重力或弹力做功力做功(3)受到其他外力且做功，但其他外力做功的和受到其他外力且做功，但其他外力做功的和为零零一一机械能守恒的条件的理解机械能守恒的条件的理解必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升2机械能守恒定律的几种表达形式机械能守恒定律的几种表达形式观点点表达式表达式含含义使用使用说明明守恒守恒观点点E1E2或或Ep1Ek1Ep2Ek2表示系表示系统在初状在初状态的的机械能等于末状机械能等于末状态的的机械能机械能单个物体，初、末个物体，初、末态高度已知需要高度已知需要选参考平面参考平面(零零势能能面面)转化化观点点EkEp0表示系表示系统动能的减少能的减少(或增加或增加)等于等于势能的能的增加增加(或减少或减少)初、末初、末态高度未知，高度未知，但高度但高度变化已知化已知不需要不需要选参考平面参考平面(零零势能面能面)转移移观点点EAEB0表示系表示系统一部分一部分A机机械能的减少械能的减少(或增加或增加)等于另一部分等于另一部分B机械机械能的增加能的增加(或减少或减少)不需要不需要选参考平面参考平面(零零势能面能面)必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升如如图所所示示，斜斜面面置置于于光光滑滑水水平平地地面面上上，其其光光滑滑斜斜面面上上有有一一物物体体由由静静止止沿沿斜斜面面下下滑滑，在在物物体体下下滑滑过程程中中，下下列列说法法正正确的是确的是()例例 1题型一题型一机械能守恒条件的理解机械能守恒条件的理解必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升A物体的重力物体的重力势能减少，能减少，动能增加能增加B斜面的机械能不斜面的机械能不变C斜面斜面对物体的作用力垂直于接触面，不物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功物体做功D物体和斜面物体和斜面组成的系成的系统机械能守恒机械能守恒【思思路路指指导导】判判断断机机械械能能守守恒恒时时，对对单单个个物物体体就就看看是是否否只只有有重重力力做做功功，并并非非只只有有重重力力，虽虽受受其其他他力力，但但其其他他力力不不做做功功或或做做功功代代数数和和为为零零判判断断两两个个或或两两个个以以上上的的物物体体组组成成的的系系统统机机械械能能是是否否守守恒恒时时，就就分分析析只只有有重重力力或或系系统统内内的的弹弹力力做做功功，若若有有其其他他外外力力或内力做功，则系统机械能不守恒或内力做功，则系统机械能不守恒必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升【解解析析】物物体体下下滑滑过过程程中中，物物体体对对斜斜面面体体有有垂垂直直于于斜斜面面的的压压力力作作用用，从从而而使使斜斜面面向向右右做做加加速速运运动动，斜斜面面的的动动能能增增加加，物物体体在在下下滑滑过过程程中中受受到到重重力力和和斜斜面面的的支支持持力力，重重力力做做正正功功，如如图图所所示示，物物体体动动能能增增加加，重重力力势势能能减减少少，选选项项A正正确确，选选项项B错错误误；物物体体下下滑滑过过程程受受到到支支持持力力，与与物物体体的的速速度度方方向向夹夹角角大大于于90，所所以以支支持持力力对对物物体体做做负负功功，故故选选项项C错错误误；物物体体和和斜斜面面组组成成的的系系统统，仅仅有重力做功，因此系统机械能守恒，选项有重力做功，因此系统机械能守恒，选项D正确正确【答案答案】AD 必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升如如图所所示示，固固定定的的倾斜斜光光滑滑杆杆上上套套有有一一个个质量量为m的的圆环，圆环与与竖直直放放置置的的轻质弹簧簧一一端端相相连，弹簧簧的的另另一一端端固固定定在在地地面面上上的的A点点，弹簧簧处于于原原长h.让圆环沿沿杆杆滑滑下下，滑滑到杆的底端到杆的底端时速度速度为零，零，则在在圆环下滑下滑过程中程中()A圆环机械能守恒机械能守恒B弹簧的簧的弹性性势能先增大后减小能先增大后减小C弹簧的簧的弹性性势能能变化了化了mghD弹簧的簧的弹性性势能最大能最大时圆环动能最大能最大变式训练变式训练 1 必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升解解析析：圆圆环环受受到到重重力力、杆杆的的支支持持力力和和弹弹簧簧弹弹力力作作用用，支支持持力力不不做做功功；弹弹簧簧弹弹力力做做功功单单独独对对圆圆环环来来说说，其其机机械械能能不不守守恒恒，选选项项A错错误误；对对圆圆环环和和弹弹簧簧组组成成的的系系统统机机械械能能守守恒恒，在在圆圆环环从从开开始始到到最最底底端端过过程程中中，弹弹簧簧弹弹性性势势能能的的增增加加量量等等于于圆圆环环的的机机械械能能的的减减少少量量mgh，故故选选项项C正正确确；当当弹弹簧簧垂垂直直于于杆杆时时弹弹簧簧的的压压缩缩量量最最大大，此此时时圆圆环环有有沿沿杆杆向向下下的的速速度度，圆圆环环有有一一定定的的动动能能和和重重力力势势能能，当当圆圆环环到到达达最最低低点点时时，圆圆环环的的速速度度为为零零，圆圆环环最最初初的的重重力力势势能能全全部部转转化化为为弹弹簧簧的的弹弹性性势势能能，所所以以弹弹簧簧的的弹弹性性势势能能的的变变化化情情况况是是先先增增大大到到弹弹簧簧与与杆杆垂垂直直时时随随圆圆环环沿沿杆杆运运动动弹弹性性势势能能先先减减小小后后增增大大，到到末态达到最大，故选项末态达到最大，故选项B、D错误错误答案：答案：C必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升如如图所所示示，ABDO是是处于于竖直直平平面面内内的的光光滑滑轨道道，AB是半径是半径为R15 m的的1/4圆周周轨道，半径道，半径OA处于水平位置，于水平位置，例例 2题型二题型二对单个物体应用机械能守恒对单个物体应用机械能守恒必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升(1)H的大小等于多少？的大小等于多少？(2)试讨论此球能否到达此球能否到达BDO轨道的道的O点，并点，并说明理由明理由【思思路路指指导导】小小球球先先做做自自由由落落体体运运动动，然然后后沿沿两两个个半半径径不不同同的的圆圆弧弧轨轨道道运运动动，全全过过程程满满足足机机械械能能守守恒恒再再结结合合牛牛顿顿第第二二定定律解决此问题律解决此问题必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升【答案答案】(1)10 m(2)能理由见解析能理由见解析 必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升某某游游乐场过山山车模模拟简化化为如如图所所示示，光光滑滑的的过山山车轨道道位位于于竖直直平平面面内内，该轨道道由由一一段段斜斜轨道道和和与与之之相相切切的的圆形形轨道道连接接而而成成，圆形形轨道道的的半半径径为R.可可视为质点点的的过山山车从斜从斜轨道上某道上某处由静止开始下滑，然后沿由静止开始下滑，然后沿圆形形轨道运道运动问：变式训练变式训练 2必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升(1)若若要要求求过山山车能能通通过圆形形轨道道最最高高点点，则过山山车初初始始位位置置相相对于于圆形形轨道底部的高度道底部的高度h至少要多少？至少要多少？(2)考考虑到到游游客客的的安安全全，要要求求全全过程程游游客客受受到到的的支支持持力力不不超超过自自身身重重力力的的7倍倍，过山山车初初始始位位置置相相对于于圆形形轨道道底底部部的的高高度度h不不得超得超过多少？多少？必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升答案：答案：(1)2.5R(2)3R 必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升如如图所所示示，竖直直光光滑滑的的杆杆上上套套有有一一滑滑块A，滑滑块通通过细绳绕过光光滑滑滑滑轮连接接物物块B，B又又通通过一一轻质弹簧簧连接接物物块C，C静静止止在在地地面面上上开开始始用用手手托托住住A，使使绳子子刚好好伸伸直直处于于水水平平位位置置但但无无张力力，现将将A由由静静止止释放放，当当速速度度达达到到最最大大时，C也也刚好好同同时离离开开地地面面，此此时B还没没有有到到达达滑滑轮位位置置已已知知：mA1.2 kg，mB1 kg，mC1 kg，滑滑轮与与杆杆的的水水平平距距离离L0.8 m(g取取10 m/s2)试求：求：例例 3题型三题型三对多个物体组成的系统应用机械能守恒定律对多个物体组成的系统应用机械能守恒定律必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升(1)A下降多大距离下降多大距离时速度最大；速度最大；(2)弹簧的簧的劲度系数；度系数；(3)A的最大速度是多少的最大速度是多少必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升【思思路路指指导导】最最初初B物物体体处处于于平平衡衡状状态态，弹弹簧簧处处于于压压缩缩状状态态，当当物物体体A下下落落有有最最大大速速度度时时，C物物体体刚刚要要离离开开地地面面，则则弹弹簧簧弹弹力力等等于于mCg，弹弹簧簧处处于于伸伸长长状状态态，而而此此时时绳绳的的拉拉力力的的竖竖直直分分量量等等于于A物物体体的的重重力力mAg.由由此此可可以以求求得得，此此时时绳绳与与竖竖直直方方向向夹夹角角从从而而能能求求得得A下下落落的的距距离离h，进进而而可可求求得得弹弹簧簧的的劲劲度度系系数数A、B弹弹簧簧组组成成的的系系统统满满足足机机械械能能守守恒恒，当当A的的速速度度最最大大时时，根根据据运运动动的的合合成成与与分分解解，求求得得此此时时B物物体体的的速速度度，由由机机械械能能守守恒恒，求求得得A物物体的最大速度体的最大速度必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升【解解析析】(1)当当A物物体体下下落落速速度度最最大大时时，A物物体体竖竖直直方方向向的的合合力力为为零零A物物体体受受到到绳绳的的拉拉力力FT、杆杆的的作作用用力力FN、重重力力mAg，如图所示，如图所示，必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升如如图所所示示，一一直直角角斜斜面面体体固固定定在在水水平平地地面面上上，左左侧斜斜面面倾角角为60，右右侧斜斜面面倾角角为30，A、B两两个个物物体体分分别系系于于一一根根跨跨过定定滑滑轮的的轻绳两两端端且且分分别置置于于斜斜面面上上，两两物物体体下下边缘位位于于同同一一高高度度且且处于于平平衡衡状状态，不不考考虑所所有有的的摩摩擦擦，滑滑轮两两边的的轻绳都都平平行行于于斜斜面面若若剪剪断断轻绳，让物物体体从从静静止止开开始始沿沿斜斜面面滑滑下下，下列叙述下列叙述错误的是的是()变式训练变式训练 3必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升答案：答案：B 必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升思想方法思想方法 技巧运用技巧运用 提升素养提升素养学科素养提升学科素养提升必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升用机械能守恒定律解决用机械能守恒定律解决“非质点非质点”类问题的方法类问题的方法应用用机机械械能能守守恒恒定定律律处理理实际问题时，经常常遇遇到到“链条条”“液液柱柱”类物物体体，在在这些些物物体体运运动过程程中中将将发生生形形状状、重重心心位位置置的的变化化，因因此此这类物物体体不不能能视为质点点物物体体虽然然不不能能看看成成质点点来来处理理，但但因因只只有有重重力力做做功功，物物体体机机械械能能守守恒恒，在在一一般般情情况况下下可可将将物物体体分分成成若若干干段段处理理，确确定定质量量分分布布均均匀匀的的规则物物体体各各部部分分的的重重心心位位置置，由初、末由初、末态重力重力势能的能的变化列式求解化列式求解必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升两两个个底底面面积都都是是S的的圆桶桶，放放在在同同一一水水平平面面上上，桶桶内内装装水水，水水面面高高度度分分别为h1和和h2，如如图所所示示已已知知水水的的密密度度为.现把把连接接两两桶桶的的阀门打打开开，不不计摩摩擦擦阻阻力力，当当两两桶桶水水面面第第一一次次高高度度相相等等时，液液面面的的速速度度为多多大大？(连接接两两桶桶的的阀门之之间水水质量量不不计)例例 4必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升【思思路路指指导导】阀阀门门关关闭闭时时两两侧侧液液面面有有一一定定的的高高度度差差，当当阀阀门门打打开开后后，液液体体的的高高度度差差减减小小，系系统统的的重重力力势势能能减减小小，液液体体的的动动能能增增加加，整整个个系系统统的的机机械械能能守守恒恒，当当系系统统的的重重力力势势能能最最小小时时，系系统的动能最大，液面的速度最大统的动能最大，液面的速度最大【解解析析】对对于于容容器器中中的的液液体体，运运动动过过程程中中只只有有重重力力做做功功，系系统统机机械械能能守守恒恒，第第一一次次液液面面高高度度相相等等时时，重重力力势势能能的的减减少少量量等等于动能的增加量于动能的增加量必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升如如图所所示示，一一条条长为L的的柔柔软匀匀质链条条，开开始始时静静止止在在光光滑滑梯梯形形平平台台上上，斜斜面面上上的的链条条长为x0，已已知知重重力力加加速速度度为g，Lx0)变式训练变式训练 4 必修2 第五章机械能及其守恒定律基础自主温故基础自主温故考点探究讲练考点探究讲练学科素养提升学科素养提升PPT模板下载：