高考物理一轮复习 5-3 机械能守恒定律课件 新人教版

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1、要正确理解系统机械能守恒的条件，可从以下几个方面入手。1.抓住“守恒”的意义“守恒”即“保持不变”，只要系统的动能增加(或减少)跟系统的重力势能的减少(或增加)相等，系统的动能与重力势能之和就保持不变，即系统的总机械能就守恒。2.抓住重力势能变化及动能变化的原因和量度(功能关系)重力势能的变化是由于重力做功引起，并且重力所做的功WG刚好等于重力势能的减少，即WG=Ep初-Ep末，故Ep=-WG。学案3机械能守恒定律考点1机械能守恒定律机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零，更不是合外力等于零，而是看是否只有重力或弹力做功。动能

2、的变化则是合外力(包括重力)做功引起的，而且合外力对物体所做的功WG在数值上就等于物体动能的变化，即：Ek=W合若系统机械能守恒，必然有Ek+Ep=0，由以上两式可得W合-WG=0，即W合=WG。可见，只要重力的功等于合力的功，亦即只要只有重力做功，系统的机械能就守恒。二、机械能守恒的表达形式1.守恒的观点：Ek1+Ep1=Ek2+Ep2，即初状态的动能与势能之和等于末状态的动能与势能之和。2.转化的观点：Ek=-Ep，即动能的增加量等于势能的减少量。3.转移的观点：EA=-EB，即A物体机械能的增加量等于B物体机

3、械能的减少量。(1)运用“1”列式，应选好零势能面，且初、末状态必须用同一零势能面计算势能。(2)运用“2”列式，关键是要分清势能的增加量或减少量，不可死记公式。【例1】如图所示，两光滑斜面的倾角分别为30°和45°、质量分别为2m和m的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接(不计滑轮的质量和摩擦)，分别置于两个斜面上并由静止释放；若交换两滑块位置，再由静止释放，则在上述两种情形中正确的有()A.质量为2m的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用B.质量为m的滑块均沿斜面向上运动C.绳对质量为m的滑块的拉力均大

4、于该滑块对绳的拉力D.系统在运动中机械能均守恒【解析】考查受力分析、连接体整体法处理复杂问题的能力。每个滑块受到三个力：重力、绳子拉力、斜面的支持力，受力分析中应该是按性质分类的力，沿着斜面下滑力是分解出来的按照效果命名的力，A错；对B选项，物体是上滑还是下滑要看两个物体的重力沿着斜面向下的分量的大小关系，由于质量为2m的滑块的重力沿着斜面的下滑分力较大，故质量为m的滑块必定沿着斜面向上运动，B对；任何一个滑块受到的绳子拉力与绳子对滑块的拉力等大反向，C错；对系统除了重力之外，支持力对系统每个滑块不做功，绳子拉力对每个滑块的拉力

5、等大反向，且对滑块的位移必定大小相等，故绳子拉力作为系统的内力对系统做功总和为零，故系统只有重力做功，机械能守恒，D对。BD典例一机械能守恒的条件判断系统机械能是否守恒，常用以下两种方法：①从做功情况看，若系统只有重力或弹力做功，其他力不做功，那么系统的机械能守恒，这种方法常用于判断单个物体(与地球构成的系统)的机械能是否守恒。②从能量转化情况看，若系统的机械能与其他形式的能不发生相互转化，则系统的机械能守恒，这种方法常用于判断几个物体构成的系统的机械能是否守恒。在下面四个图所示情况中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C

6、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中的木板向下运动，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()C1典例二机械能守恒定律的应用【例2】[2010年高考江苏物理卷]在游乐节目中，选手需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。如图所示，他们将选手简化为质量m=60kg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=53，绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m。不考虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不

7、计，水足够深。取重力加速度g=10m/s2，sin53=0.8,cos53=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=2m，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=800N，平均阻力f2=700N，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；小阳却认为绳越短，落点距岸边越远。请通过推算说明你的观点。【答案】(1)1080N(2)1.2m(3)见解析【解析】(1)由机械能守恒定律得mgl(1-cos)=(1/2)mv2选手做圆周运动在

8、最低点，有F-mg=mv2/l解得F=(3-2cos)mg且选手对绳的拉力F=F则F=1080N。(2)由动能定理得mg(H-lcos+d)-(f1+f2)d=0则d=mg(H-lcos)/(f1+f2-mg)解得d=1.2m。(3)选手从最低点做平