2019-2020年高三物理一轮复习 机械能守恒定律导学案.doc

2019-2020年高三物理一轮复习 机械能守恒定律导学案【课 题】机械能守恒定律【导学目标】1、了解势能、机械能的概念，知道重力做功与重力势能的转化关系；2、正确理解机械能守恒定律的内容, 会用机械能守恒定律的解题；【知识要点】一、势能1、重力势能：_叫重力势能。表达式：Ep_。2、重力势能具有_，如无特别说明，一般以地面为零势能参考平面。3、重力势能是_，但有正负之分。4、重力做功与重力势能变化的关系： _5、弹性势能：物体因发生_而具有的势能叫做弹性势能。 二、机械能守恒定律1、机械能：_统称为机械能。2、机械能守恒定律：在物体系内只有_做功时，动能和势能可以相互转化，总的机械能保持不变。3、解题时有以下三种处理方法：（1）系统初末态的总机械能相等，即_；（2）系统减少的总重力势能等于增加的总动能。即_；（3）若系统中只有A、B两物，则_。4、机械能是否守恒的判断（1）用做功来判断：若对物体或系统只有重力或弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则机械能守恒；（2）用能量转化来判定：若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其它形式的能的转化，则物体系机械能守恒（3）对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞、完全非弹性碰撞等（除非题目特别说明），机械能必定不守恒。【典型剖析】例1如图所示的四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动图C中的木块向上运动在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是 （ ）例2如图质量为1kg的木块静止于水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态，现用竖直向上的恒力F作用于弹簧上端，使木块升高了0.2m，在此过程中拉力F做了10 J的功在上述过程中（g取10m/s2）（ ）A弹簧的弹性势能增加了8 J B滑块的动能增加了8 JC滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10 JD滑块和弹簧组成的系统机械能守恒例3如图，两质量均为m的小球，通过长为L的不可伸长轻绳水平相连，从h高处自由下落，下落过程中绳处于水平伸直状态，若下落时绳中点碰到水平放置的光滑钉子O，绳与钉作用过程中无能量损失，重力加速度为g，则（ ）OhLA小球从开始下落到刚到达最低点的过程中机械能守恒B从轻绳与钉子相碰到小球刚达到最低点过程，重力的功率先减小后增大C小球刚到最低点速度大小为D小球刚到达最低点时绳中张力为例4如图所示，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，用手托往，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（ ）AhB1.5hC2h D2.5h例5如图所示，一倾角为30的光滑斜面底端有一与斜面垂直的固定挡板M，物块A、B之间用一与斜面平行轻质弹簧连结，现用力缓慢沿斜面向下推动物块B，当弹簧具有5J弹性势能时撤去推力释放物块B；已知A、B质量分别为mA5kg、mB2kg，弹簧的弹性势能表达式为，其中弹簧的劲度系数k，x为弹簧形变量，g=10m/s2，求：（1）当弹簧恢复原长时，物块B的速度大小； （2）物块A刚离开挡板时，物块B的动能【训练设计】1、一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（ ） A. 运动员到达最低点前重力势能始终减小B. 蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加C. 蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D. 蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关2、如图所示在光滑水平面上有一物体，它的左端接连着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是()A弹簧的弹性势能逐渐减少B物体的机械能不变C弹簧的弹性势能先增加后减少D弹簧的弹性势能先减少后增加3、如图所示，在倾角=30o的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1kg和2kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长L=0.2m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h=0.1m。两球从静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g取10m/s2。则下列说法中正确的是 （ ）A下滑的整个过程中A球机械能守恒B下滑的整个过程中两球组成的系统机械能守恒C两球在光滑水平面上运动时的速度大小为2 m/sD系统下滑的整个过程中B球机械能的增加量为J4、如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块 ( )A速率的变化量不同B机械能的变化量不同C重力势能的变化量相同D重力做功的平均功率相同5、如图所示，倾角30的粗糙斜面固定在地面上，长为、质量为、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面），在此过程中 （ ）A物块的机械能逐渐增加B软绳重力势能共减少了C物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功D软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和6、如图所示，半径为R的四分之一圆弧形支架竖直放置，圆弧边缘C处有一小定滑轮，绳子不可伸长，不计一切摩擦，开始时，m1、m2两球静止，且m1m2，试求：(1)m1释放后沿圆弧滑至最低点A时的速度(2)为使m1能到达A点，m1与m2之间必须满足什么关系(3)若A点离地高度为2R，m1滑到A点时绳子突然断开，则m1落地点离A点的水平距离是多少？ 7、如图所示，固定斜面的倾角30，物体A与斜面之间的动摩擦因数为=，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A的质量为2m，B的质量为m，初始时物体A到C点的距离为L.现给A、B一初速度v0使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点已知重力加速度为g，不计空气阻力，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，求此过程中：(1)物体A向下运动刚到C点时的速度；(2)弹簧的最大压缩量；(3)弹簧中的最大弹性势能