2014届物理一轮复习教学案-机械能守恒定律及其应用.doc

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1、机械能守恒定律及其应用一．考点整理基本概念1．重力势能：⑴重力做功的特点：①重力做功与无关，只与始末位置的高度差有关；②重力做功引起物体机械能的变化．⑵重力势能：物体由于被举高而具有的能，用Ep=来表示；重力势能是标量，正负既表示其____________，也表示其________________．⑶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：重力对物体做的功等于物体重力势能的量，即WG=–(Ep2–Ep1)=–ΔEp．2．弹

2、性势能：物体由于而具有的能；弹簧的弹性势能的大小与及有关，弹簧的越大，越大，弹簧的弹性势能越大；弹力做功正功，弹性势能；弹力做负功，弹性势能，即WF=–ΔEp．3．机械能：和统称为机械能，其中势能包括弹性势能和重力势能．4．机械能守恒定律：在只有力或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．⑴机械能守恒条件：只有力或弹簧的力做功．⑵常用表达式：mgh1+mv12=mgh2+mv22．⑶几种观点：①守恒观点：E1=E2需要选择零势能参考平面；②转化观点：ΔEk=–ΔEp不需

3、要选择零势能参考平面；③转移观点：ΔEA=–ΔEB不需要选择零势能参考平面．二．思考与练习思维启动1．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2．下列物体中，机械能守恒的是（）A．做平抛运动的物体B．被匀速吊起的集装箱C．光滑曲面上自由运动的物体D．物体以4g/5的加速度竖直向上做匀减速运动三．考点分类探讨典

4、型问题〖考点1〗机械能守恒的判断【例1】如图所示，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【变式跟踪1】如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两物体M和m，且M>m，不计摩

5、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〖考点2〗单个物体机械能守恒定律的应用【例2】如图所示，斜面轨道AB与水平面之间的夹角θ=53°，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

6、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，cos53°=0.6，求：⑴小球经过B点时的速度为多大？⑵小球经过圆弧轨道最低处C点时对轨道的压力为多大？⑶小球从D点抛出后，受到的阻力Ff与其瞬时速度方向始终相反，求小球从D点到S点的过程中阻力Ff所做的功．【变式跟踪2】由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内．一质量为m的小球，从

7、距离水平地面高为H的管口D处静止释放，最后能够从A端水平抛出落到地面上．下列说法正确的是（）A．小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2B．小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2C．小球能从细管A端水平抛出的条件是H>2RD．小球能从细管A端水平抛出的最小高度Hmin=R〖考点3〗多个物体组成的系统机械能守恒定律的应用【例3】图中滑块和小球的质量均为m，滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动，小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连，轻绳长为L，开始时，轻绳处于水平拉直状态，小球和滑块均静

8、止，现将小球由静止释放，当小球到达最低点时，滑块刚好被一表面涂有黏性物质的固定挡板粘住，在极短的时间内速度减为零，小球继续向左摆动，当轻绳与竖直方向的夹角θ=60°时小球到达最高点．求：⑴滑块与挡板刚接触时（滑块与挡板还未相互作用）滑块与小球的速度分别为多少？⑵小球从释放到第一次到达最低点的过程中，绳的拉力对小球做功的大小．【变式跟踪3】如图所示，在倾角θ=30°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