1、上一页返回首页下一页学考+选考总复习考点一考点二课后限时训练第 3 节 机械能守恒定律 上一页返回首页下一页学考+选考总复习考点一|重力势能、弹性势能及机械能守恒的判断1重力做功与重力势能(1)重力做功的特点重力做功与无关，只与初、末位置的有关高度差路径上一页返回首页下一页学考+选考总复习(2)重力做功与重力势能变化的关系定性关系：重力对物体做正功，重力势能就；重力对物体做负功，重力势能就定量关系：物体从位置 A 到位置 B 时，重力对物体做的功等于物体重力势能的，即 WG.重力势能的变化量是绝对的，与参考面的选取Ep减少增加减少量无关上一页返回首页下一页学考+选考总复习2弹性势能(1)定义发
2、生弹性形变的物体的各部分之间，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对于弹性势能，一般物体的弹性形变量越大，弹性势能越大上一页返回首页下一页学考+选考总复习3机械能动能、势能和势能统称为机械能4机械能守恒定律内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，与可以互相转化，而总的机械能保持不变重力弹性动能势能上一页返回首页下一页学考+选考总复习5机械能守恒的条件(1)系统只受重力或弹簧弹力的作用，不受其他外力(2)系统除受重力或弹簧弹力作用外，还受其他内力和外力，但这些力对系统(3)系统内除重力或弹簧弹力做功外，还
3、有其他内力和外力做功，但这些力做功的代数和(4)系统跟外界没有发生机械能的传递，系统内外也没有机械能与其他形式的能发生转化为零不做功上一页返回首页下一页学考+选考总复习(2016浙江 10 月学考)如图 5-3-1 所示，无人机在空中匀速上升时，不断增加的能量是()图 5-3-1上一页返回首页下一页学考+选考总复习A动能B动能、重力势能C重力势能、机械能D动能、重力势能、机械能C 动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，机械能为两者之和，题目中无人机匀速上升，速度不变，高度增加，因此动能不变，重力势能增加，机械能增加故选 C.上一页返回首页下一页学考+选考总复习1重力势能的求解方法(1
4、)定义法：选取参考平面，确定物体相对参考平面的高度 h，代入 Epmgh求解重力势能(2)WG 和 Ep 关系法：由 WGEp1Ep2 知 Ep2Ep1WG 或 Ep1WGEp2.(3)变化量法：重力势能的变化量 EpEp2Ep1，故 Ep2Ep1Ep 或 Ep1Ep2Ep.上一页返回首页下一页学考+选考总复习2对重力做功和重力势能的“四点”提醒(1)重力做功的大小与物体的运动状态无关，与物体是否受其他力无关；(2)重力做功，一定会引起重力势能的变化；(3)重力势能是标量，但有正负，其意义表示物体的重力势能比它在参考平面的重力势能大还是小；(4)WGEp 中的负号表示重力做的功与重力势能变化的
5、绝对值相等，符号相反上一页返回首页下一页学考+选考总复习3机械能是否守恒的判断方法(1)利用机械能的定义判断(直接判断)：机械能包括动能、重力势能和弹性势能，判断机械能是否守恒可以看物体或系统机械能的总和是否变化(2)用做功判断：若物体或系统只有重力或系统内弹力做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒(3)用能量转化来判断：若物体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，则物体系统机械能守恒上一页返回首页下一页学考+选考总复习1关于重力势能的几种理解，正确的是()A重力势能的值与参考平面的选择有关B放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零C不同质量的物体，由于在同一地点
6、，所以重力势能相等D因为重力势能是标量，所以只能取正值上一页返回首页下一页学考+选考总复习A 重力势能的值与参考平面有关，选定了参考平面后，物体处于比参考平面低处，其重力势能为负值，A 正确上一页返回首页下一页学考+选考总复习2关于重力做功，下列说法不正确的是()【导学号：81370205】A重力做正功，物体的重力势能一定减小B重力做负功，重力势能一定增加C重力做负功，可以说成物体克服重力做功D重力做正功，物体的动能一定增加D 重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势力增加，D 符合题意上一页返回首页下一页学考+选考总复习3.如图 5-3-2 所示为蹦床运动员在空中表演的情景在运动员从最低
7、点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中，蹦床的弹性势能和运动员的重力势能变化情况分别是()图 5-3-2上一页返回首页下一页学考+选考总复习A弹性势能减小，重力势能增大B弹性势能减小，重力势能减小C弹性势能增大，重力势能增大D弹性势能增大，重力势能减小A 当蹦床恢复原状时，运动员与蹦床分离，此过程中，蹦床的形变量减小，所以弹性势能减小；运动员的高度一直在增大，所以重力势能增大A 选项正确，B、C、D 选项错误上一页返回首页下一页学考+选考总复习4.如图 5-3-3 所示，一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法不正确
8、的是()图 5-3-3上一页返回首页下一页学考+选考总复习A运动员到达最低点前重力势能始终减小B蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加C蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D蹦极过程中，重力势能的改变量与重力势能零点的选取有关上一页返回首页下一页学考+选考总复习D 运动员到达最低点前重力势能始终减小，选项 A 正确，不符合题意；蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，由功能关系知，弹性势能增加，选项 B 正确，不符合题意；蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统只有动能和势能的转化，系统机械能守恒，选项 C 正确，不符合题意；蹦极过程中，重力势能的改变量与重力势
9、能零点的选取无关，选项 D 错误，符合题意上一页返回首页下一页学考+选考总复习5(多选)(加试要求)如图 5-3-4 所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是()【导学号：81370206】上一页返回首页下一页学考+选考总复习图 5-3-4上一页返回首页下一页学考+选考总复习A甲图中，物体 A 将弹簧压缩的过程中，物体 A 机械能守恒B乙图中，物体 A 固定，物体 B 沿斜面匀速下滑，物体 B 的机械能守恒C丙图中，不计任何阻力和定滑轮的质量时，A 加速下落，B 加速上升过程中，A、B 组成的系统机械能守恒D丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒上一页返回首页下一页学考+选
10、考总复习CD 甲图中重力和弹力做功，物体 A 和弹簧组成的系统机械能守恒，但物体 A 机械能不守恒，A 错乙图中物体 B 除受重力外，还受到弹力和摩擦力作用，弹力不做功，但摩擦力做负功，物体 B 的机械能不守恒，B 错丙图中绳子张力对 A 做负功，对 B 做正功，代数和为零，A、B 组成的系统机械能守恒，C 对丁图中小球的动能不变，势能不变，机械能守恒，D 对上一页返回首页下一页学考+选考总复习考点二|机械能守恒定律的应用机械能守恒的三种表达式1守恒观点(1)表达式：Ek1Ep1或 E1E2.(2)意义：系统初状态的机械能等于末状态的机械能Ek2Ep2上一页返回首页下一页学考+选考总复习(3)
11、注意：要先选取零势能参考平面，并且在整个过程中必须选取同一个零势能参考平面2转化观点(1)表达式：Ek.(2)意义：系统的机械能守恒时，系统增加(或减少)的动能等于系统减少(或增加)的势能Ep上一页返回首页下一页学考+选考总复习3转移观点(加试要求)(1)表达式：EA 增(2)意义：若系统由 A、B 两部分组成，当系统的机械能守恒时，则 A 部分机械能的增加量等于 B 部分机械能的减少量EB减上一页返回首页下一页学考+选考总复习1应用机械能守恒定律解题的优点应用机械能守恒定律时，相互作用的物体间的力可以是变力，也可以是恒力，只要符合守恒条件，机械能就守恒而且机械能守恒定律只涉及物体系的初、末状
12、态的物理量，而不需分析中间过程的复杂变化，使处理问题得到简化上一页返回首页下一页学考+选考总复习2应用机械能守恒定律解题的步骤(1)选取研究对象(物体系或物体)，明确研究过程(2)进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒(3)根据题意灵活选取定律的表达式，列方程并求解注意：应用守恒式 E1E2 时，应选择合适的零势能面；应用转化式 EkEp 时，无需选择零势能面，但需要弄清动能或势能是增加还是减小；应用转移式 EA 增EB 减时，无需选择零势能面，但需要弄清每个物体的机械能是增加还是减小上一页返回首页下一页学考+选考总复习1.总质量约为 3.8 吨的“嫦娥三号”探测器在距月面 3 m 处关闭反推
13、发动机，让其以自由落体方式降落在月球表面.4 条着陆腿触月信号显示，“嫦娥三号”完美着陆月球虹湾地区月球表面附近重力加速度约为 1.6 m/s2，4 条着陆腿可视作完全相同的四个轻弹簧，在软着陆后，每个轻弹簧获得的弹性势能大约是()上一页返回首页下一页学考+选考总复习图 5-3-5A28 500 JB4 560 JC18 240 JD9 120 J上一页返回首页下一页学考+选考总复习B 设每个轻弹簧获得的弹性势能为 Ep，由机械能守恒定律可得：mgh4Ep，故 Ep14mgh4 560 J，故 B 正确上一页返回首页下一页学考+选考总复习2在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜
14、向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小()A一样大B水平抛的最大C斜向上抛的最大D斜向下抛的最大A 由机械能守恒定律 mgh12mv2112mv22知，落地时速度 v2 的大小相等，故 A 正确上一页返回首页下一页学考+选考总复习3.如图 5-3-6 所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为 m 的小球 A，若将小球A 从弹簧原长位置由静止释放，小球 A 能够下降的最大高度为 h.若将小球 A 换为质量为 2m 的小球 B，仍从弹簧原长位置由静止释放，已知重力加速度为 g，不计空气阻力，则小球 B 下降 h 时的速度为()图 5-3-6上一页返回首页下一页学考+选考总复习A.2g
15、hB.ghC.gh2D0B 对弹簧和小球 A，根据机械能守恒定律得弹性势能 Epmgh；对弹簧和小球 B，根据机械能守恒定律有 Ep122mv22mgh，得小球 B 下降 h 时的速度v gh，只有选项 B 正确上一页返回首页下一页学考+选考总复习4(加试要求)如图 5-3-7 所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为 m 的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为 L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为 2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中()图 5-3-7【导学号：81370207】上一页返回首页下
16、一页学考+选考总复习A圆环的机械能守恒B弹簧弹性势能变化了 3mgLC圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变上一页返回首页下一页学考+选考总复习B 圆环沿杆下滑的过程中，圆环与弹簧组成的系统动能、弹性势能、重力势能之和守恒，选项 A、D 错误；弹簧长度为 2L 时，圆环下落的高度 h 3L，根据机械能守恒定律，弹簧的弹性势能增加了 Epmgh 3mgL，选项 B 正确；圆环释放后，圆环向下先做加速运动，后做减速运动，当速度最大时，合力为零，下滑到最大距离时，具有向上的加速度，合力不为零，选项 C 错误上一页返回首页下一页学考+选考总复习5.(2017上虞模拟
17、)如图 5-3-8 所示，竖直平面内的一半径 R0.50 m 的光滑圆弧槽 BCD，B 点与圆心 O 等高，一水平面与圆弧槽相接于 D 点，质量 m0.10 kg 的小球从 B 点正上方 H0.95 m 高处的 A 点自由下落，由 B 点进入圆弧轨道，从 D 点飞出后落在水平面上的 Q 点，DQ 间的距离 x2.4 m，球从 D 点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度 h0.80 m，g 取 10 m/s2，不计空气阻力，求：上一页返回首页下一页学考+选考总复习图 5-3-8(1)小球经过 C 点时轨道对它的支持力大小 FN；(2)小球经过最高点 P 的速度大小 vP；(3)D 点与圆心 O 的高度差 hOD.上一页返回首页下一页学考+选考总复习【解析】(1)设经过 C 点时速度为 v1，由机械能守恒有 mg(HR)12mv21 由牛顿第二定律有 FNmgmv21R 代入数据解得 FN6.8 N.(2)P 到 Q 做平抛运动有 h12gt2，x2vPt 代入数据解得 vP3.0 m/s.上一页返回首页下一页学考+选考总复习(3)由机械能守恒定律，有12mv2Pmghmg(HhOD)，代入数据，解得 hOD0.30 m.【答案】(1)6.8 N(2)3.0 m/s(3)0.30 m上一页返回首页下一页学考+选考总复习课后限时训练（十九）点击图标进入