高中物理5-3第3讲机械能守恒定律及其应用

高中物理5-3第3讲机械能守恒定律及其应用

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1、第3讲 机械能守恒定律及其应用【思维驱动】(多选)关于重力做功和物体的重力势能,下列说法中正确的是().A.当重力对物体做正功时,物体的重力势能一定减少B.物体克服重力做功时,物体的重力势能一定增加C.地球上任何一个物体的重力势能都有一个确定值D.重力做功的多少与参考平面的选取无关重力做功与重力势能Ⅱ(考纲要求)解析物体重力势能的大小与参考平面的选取有关,故C错误;重力做正功时,物体由高处向低处运动,重力势能一定减少,反之,物体克服重力做功时,重力势能一定增加,故A、B正确;重力做多少功,物体的重力势能就变化多少,重力势能的变化与参考平面的选取无关,故D正确.答案ABD

2、【知识存盘】1.重力做功的特点:重力所做的功只跟初始位置和末位置的竖直高度有关,跟物体的运动路径无关.2.重力势能(1)重力做功的特点①重力做功与无关,只与始末位置的有关.②重力做功不引起物体的变化.路径高度差机械能(2)重力势能①概念:物体由于而具有的能.②表达式:Ep=.③矢标性:重力势能是,正负表示其.(3)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,重力势能就;重力对物体做负功,重力势能就.②定量关系:重力对物体做的功物体重力势能的减少量.即WG=-(Ep2-Ep1)=.被举高mgh标量大小减少增大等于-ΔEp3.弹性势能(1)概念:物体由于发生而

3、具有的能.(2)大小:弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关,弹簧的形变量,劲度系数,弹簧的弹性势能越大.(3)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=.弹性形变越大越大-ΔEp机械能守恒定律及其应用Ⅱ(考纲要求)动能势能弹性势能重力势能重力或弹力保持不变考点一 机械能守恒的判断【典例1】(多选)如图5-3-1所示,用轻弹簧相连的物块A和B放在光滑的水平面上,物块A紧靠竖直墙壁,一颗子弹沿水平方向射入物块B后留在其中,由子弹、弹簧和A、B所组成的系统在下列依次进行的过程中,机械能守恒的是().A.子弹射入物块B的过程B.物块

4、B带着子弹向左运动,直到弹簧压缩量最大的过程C.弹簧推着带子弹的物块B向右运动,直到弹簧恢复原长的过程D.带着子弹的物块B因惯性继续向右运动,直到弹簧伸长量达最大的过程图5-3-1解析子弹射入物块B的过程中,子弹和物块B组成的系统,由于要克服子弹与物块之间的滑动摩擦力做功,一部分机械能转化成了内能,所以机械能不守恒.在子弹与物块B获得了共同速度后一起向左压缩弹簧的过程中,对于A、B、弹簧和子弹组成的系统,由于墙壁给A一个推力作用,系统的外力之和不为零,但这一过程中墙壁的弹力不做功,只有系统内的弹力做功,动能和弹性势能发生转化,系统机械能守恒,这一情形持续到弹簧恢复原长为

5、止.当弹簧恢复原长后,整个系统将向右运动,墙壁不再有力作用在A上,这时物块的动能和弹性势能相互转化,故系统的机械能守恒.答案BCD【变式跟踪1】(多选)如图5-3-2所示,细绳跨过定滑轮悬挂两物体M和m,且M>m,不计摩擦,系统由静止开始运动过程中().A.M、m各自的机械能分别守恒B.M减少的机械能等于m增加的机械能C.M减少的重力势能等于m增加的重力势能D.M和m组成的系统机械能守恒图5-3-2解析M下落过程中,绳的拉力对M做负功,M的机械能减少;m上升过程,绳的拉力对m做正功,m的机械能增加,A错误;对M、m组成的系统,机械能守恒,易得B、D正确;M减少的重力势能

6、并没有全部用于m重力势能的增加,还有一部分转变成M、m的动能,所以C错误.答案BD借题发挥判断机械能是否守恒的方法1.利用机械能的定义判断:分析动能与势能的和是否变化.如:匀速下落的物体动能不变,重力势能减少,物体的机械能必减少.2.用做功判断:若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功,或有其他力做功,但其他力做功的代数和为零,机械能守恒.3.用能量转化来判断:若系统中只有动能和势能的相互转化,而无机械能与其他形式的能的转化,则系统的机械能守恒.4.对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等问题机械能一般不守恒,除非题中有特别说明或暗示.备课札记考点二 单个物体机械能守恒定

7、律的应用【典例2】如图5-3-3所示,斜面轨道AB与水平面之间的夹角θ=5-3-°,BD为半径R=4m的圆弧形轨道,且B点与D点在同一水平面上,在B点,斜面轨道AB与圆弧形轨道BD相切,整个轨道处于竖直平面内且处处光滑,在A点处有一质量m=1kg的小球由静止滑下,经过B、C两点后从D点斜抛出去,最后落在地面上的S点时的速度大小vS=8m/s,已知A点距地面的高度H=10m,B点距地面的高度h=5m,设以MDN为分界线,其左边为一阻力场区域,右边为真空区域,g取10m/s2,cos5-3-°=0.6,求:图5-3-3【变式跟踪2】(2012

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