2014届高考物理一轮复习 机械能守恒定律及其应用教学案.docVIP

机械能守恒定律及其应用 基本概念 1．重力势能重力做功的特点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．重力势能物体由于被举高而具有的能Ep = 来表示；重力势能是标量，正负表示其．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．．弹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弹性势能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机械能守恒定律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．守恒条件：只有力或弹簧的力做功．表达式：mgh1mv12 = mgh2 + mv22．ΔEk = –ΔEp 不需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g/5的加速度竖直向上做匀减速运动 典型问题 〖考点机械能守恒的判断 【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 考点单个物体机械能守恒定律的应用【例】如图所示，斜面轨道AB与水平面之间的夹角θ53°，BD为半径R4 m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m1 kg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vS8 m/s，已知A点距地面的高度H10 m，B点距地面的高度h5 m，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10 m/s2，cos 53°0.6，求：小球经过B点时的速度为多大？小球经过圆弧轨道最低处C点时对轨道的压力为多大？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HminR 〖考点多个物体组成的系统机械能守恒定律的应用【例】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θ60°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？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】如图所示，在倾角θ30°的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1 kg和2 kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长L0.2 m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h0.1 m．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10 m/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