2018年高考物理二轮复习 专题06 机械能守恒定律 功能关系学案

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1、专题06机械能守恒定律功能关系构建知识网络：考情分析：能量转化与守恒是贯穿整个高中物理的一条主线，功能关系和能量守恒是高考的重点，更是高考的热点。往往与电场、磁场以及典型的运动规律相联系，并常作为压轴题出现。另外，还可能从以下角度组织命题：（1）滑动摩擦力做功情况下的功能关系问题；（2）与带电粒子在电场、复合场中的运动相结合的问题。重点知识梳理：一、重力做功与重力势能1.重力做功的特点(1)重力做功与路径无关，只与始末位置的高度差有关.(2)重力做功不引起物体机械能的变化.2.重力做功与重力势能变化的关系(1)定性关系：重力对物体做正功，重力势能减小；重力对物体做负功，重力

2、势能增大.(2)定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量，即WG＝－(Ep2－Ep1)＝－ΔEp.(3)重力势能的变化量是绝对的，与参考平面的选取无关.二、弹性势能1.定义发生弹性形变的物体之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能.2.弹力做功与弹性势能变化的关系(1)弹力做功与弹性势能变化的关系类似于重力做功与重力势能变化的关系，用公式表示：W＝－ΔEp.(2)对于弹性势能，一般地，物体的弹性形变量越大，弹性势能越大.3.重力势能与弹性势能的比较内容重力势能弹性势能概念物体由于被举高而具有的能物体由于发生弹性形变而具有的能大小Ep＝mgh与形变量及劲度系数有关相对

3、性大小与所选取的参考平面有关一般选弹簧形变为零的状态为弹性势能零点三、机械能守恒定律及其应用1.机械能动能和势能统称为机械能，其中势能包括弹性势能和重力势能.2.机械能守恒定律(1)内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变.(2)常用的三种表达式①守恒式：E1＝E2或Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2.(E1、E2分别表示系统初末状态时的总机械能)②转化式：ΔEk＝－ΔEp或ΔEk增＝ΔEp减.(表示系统动能的增加量等于势能的减少量)③转移式：ΔEA＝－ΔEB或ΔEA增＝ΔEB减.(表示系统只有A、B两物体时，A增加的机械能等于B减少

4、的机械能)四、能量守恒定律1.内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变.2.适用范围能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种自然现象中普遍适用的一种规律.3.表达式(1)E初＝E末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和.(2)ΔE增＝ΔE减，增加的那些能量的增加量等于减少的那些能量的减少量.【名师提醒】一对平衡力做功绝对值肯定相等；一对相互作用力做功的绝对值不一定相等，可以同为正或同为负，也可以一个做功一个不做功，可以一正一负绝对值不一定相等---因为相互作用

5、力作用在不同的物体上，不同的物体位移不一定相等。典型例题剖析：考点一：机械能守恒定律的应用【典型例题1】如图甲所示，将质量为m的小球以速度v0竖直向上抛出，小球上升的最大高度为h。若将质量分别为2m、3m、4m、5m的小球，分别以同样大小的速度v0从半径均为R＝h的竖直圆形光滑轨道的最低点水平向右射入轨道，轨道形状如图乙、丙、丁、戊所示。则质量分别为2m、3m、4m、5m的小球中，能到达的最大高度仍为h的是(小球大小和空气阻力均不计)(　　)A．质量为2m的小球B．质量为3m的小球C．质量为4m的小球D．质量为5m的小球【答案】C【变式训练1】(2017·常州七校高三联考)

6、如图所示，水平传送带的右端与竖直面内的用内壁光滑钢管弯成的“9”形固定轨道相接，钢管内径很小。传送带的运行速度为v0＝6m/s，将质量m＝1.0kg的可看作质点的滑块无初速地放在传送带A端，传送带长度L＝12.0m，“9”形轨道高H＝0.8m，“9”形轨道上半部分圆弧半径为R＝0.2m，滑块与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.3，重力加速度g＝10m/s2，试求：(1)滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间；(2)滑块滑到轨道最高点C时受到轨道的作用力大小；(3)若滑块从“9”形轨道D点水平抛出后，恰好垂直撞在倾角θ＝45°的斜面上P点，求P、D两点间的竖直高度h(保留两位有效

7、数字)。【答案】　(1)3s　(2)90N　(3)1.4m(2)滑块由B运动到C，由机械能守恒定律得：－mgH＝mvC2－mv02在C点，轨道对滑块的弹力与其重力的合力提供做圆周运动的向心力，设轨道对滑块的弹力方向竖直向下，由牛顿第二定律得：FN＋mg＝m解得：FN＝90N。(3)滑块由B到D运动的过程中，由机械能守恒定律得：mv02＝mvD2＋mg(H－2R)设P、D两点间的竖直高度为h，滑块由D到P运动的过程中，由机械能守恒定律得：mvP2＝mvD2＋mgh又vD＝vPsin45°由以上三式可解得h＝1.4m。