1、课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束第 3 节机械能守恒定律及其应用机械能守恒定律及其应用课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束机械能守恒定律及其应用课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束(1)重力势能的大小与零势能参考面的选取有关。()(2)重力势能的变化与零势能参考面的选取无关。()(3)被举到高处的物体重力势能一定不为零。()(4)克服重力做功，物体的重力
2、势能一定增加。()(5)发生弹性形变的物体都具有弹性势能。()(6)弹力做正功弹性势能一定增加。()(7)物体所受的合外力为零，物体的机械能一定守恒。()(8)物体的速度增大时，其机械能可能减小。()(9)物体除受重力外，还受其他力，但其他力不做功，则物体的机械能一定守恒。()课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束要点一 机械能守恒的理解与判断1对机械能守恒条件的理解(3)除重力外，只有系统内的弹力做功，并且弹力做的功等于弹性势能变化量的负值，那么系统的机械能守恒，注意并非物体的机械能守恒，如与弹簧相连的小球下摆的过
3、程机械能减少。(2)除重力外，物体还受其他力，但其他力不做功或做功代数和为零。(1)只受重力作用，例如不考虑空气阻力的各种抛体运动，物体的机械能守恒。课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束2机械能是否守恒的三种判断方法(3)利用能量转化判断：若物体系统与外界没有能量交换，物体系统内也没有机械能与其他形式能的转化，则物体系统机械能守恒。(2)利用守恒条件判断。(1)利用机械能的定义判断：若物体动能、势能之和不变，机械能守恒。课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品
4、质赢得未来 物理结束多角练通1关于机械能是否守恒，下列说法正确的是()A做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B做匀速圆周运动的物体机械能一定守恒C做变速运动的物体机械能可能守恒D合外力对物体做功不为零，机械能一定不守恒解析：做匀速直线运动的物体与做匀速圆周运动的物体，如果是在竖直平面内则机械能不守恒，A、B 错误；合外力做功不为零，机械能可能守恒，D 错误、C 正确。答案：C 课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束2如图 5-3-1 所示，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上，现将一小球从图示位置静止释放，不计一切摩擦，
5、则在小球从释放到落至地面的过程中，下列说法正确的是()A斜劈对小球的弹力不做功B斜劈与小球组成的系统机械能守恒C斜劈的机械能守恒D小球重力势能减小量等于斜劈动能的增加量图 5-3-1课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束解析：小球的位移方向竖直向下，斜劈对小球的弹力对小球做负功，小球对斜劈的弹力对斜劈做正功，斜劈的机械能增大，小球的机械能减少，但斜劈与小球组成的系统机械能守恒，小球重力势能的减少量，等于小球和斜劈动能增加量之和，故 B 正确，A、C、D 错误。答案：B课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第
6、3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束3如图 5-3-2 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，机械能不守恒的是()图 5-3-2课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束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
7、动，直到弹簧伸长量达最大的过程课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束解析：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止。当弹簧恢复原长后，整个系统将向右运
8、动，墙壁不再有力作用在 A 上，这时物块的动能和弹簧的弹性势能相互转化，故系统的机械能守恒。答案：A课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束要点二 单个物体的机械能守恒1机械能守恒的三种表达式守恒观点系 统 初 状 态 机械 能 的 总 和 与末 状 态 机 械 能的总和相等表达式EkEpEkEp应 用 时 应 选 好重 力 势 能 的 零势 能 面，且 初末 状 态 必 须 用同 一 零 势 能 面计算势能物理意义注意事项课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品
9、质赢得未来 物理结束转化观点1机械能守恒的三种表达式表达式物理意义注意事项EkEp表示系统(或物体)机械能守恒时，系统减少(或增加)的重力势能等于系统增加(或减少)的动能应用时关键在于分清重力势能的增加量和减少量，可不选零势能面而直接计算初末状态的势能差课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束表达式物理意义注意事项1机械能守恒的三种表达式转移观点EA增EB减若系统由A、B两部分组成，则 A 部 分 物 体机械能的增加量 与 B 部 分 物体机械能的减少量相等常用于解决两个或多个物体组成的系统的机械能守恒问题课前基础简要
10、回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束2机械能守恒定律的应用技巧(2)如果系统(除地球外)只有一个物体，用守恒观点列方程较方便；对于由两个或两个以上物体组成的系统，用转化或转移的观点列方程较简便。(1)机械能守恒定律是一种“能能转化”关系，其守恒是有条件的，因此，应用时首先要对研究对象在所研究的过程中机械能是否守恒做出判断。课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束典例(2015山东邹平一中检测)如图 5-3-3 所示，半径为 R 的光滑半圆轨道 ABC
11、与倾角 37的粗糙斜面轨道 DC 相切于 C，圆轨道的直径 AC与斜面垂直。质量为 m 的小球从 A 点左上方距 A 高为 h 的斜上方 P 点以某一速度水平抛出，刚好与半圆轨道的 A 点相切进入半圆轨道内侧，之后经半圆轨道沿斜面刚好滑到与抛出点等高的 D 处。已知当地的重力加速度为g，取 R509 h，sin 370.6，cos 370.8，不计空气阻力，求：图 5-3-3(1)小球被抛出时的速度 v0；小球到达A点的速度沿A点的切线方向，与DC斜面平行解析(1)小球到达 A 点时，速度与水平方向的夹角为，如图所示。设竖直方向的速度为 vy，则有 vy22gh由几何关系得 v0vycot 得
12、 v043 2gh。课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束(2)小球到达半圆轨道最低点 B 时，对轨道的压力大小；小球由A点运动到B点的过程中机械能守恒。(2)A、B 间竖直高度 HR(1cos)设小球到达 B 点时的速度为 v，则从抛出点到 B 过程中有12mv02mg(Hh)12mv2在 B 点，有 FNmgmv2R解得 FN5.6mg由牛顿第三定律知，小球在B 点对轨道的压力大小是 5.6mg。课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束(
13、3)小球从 C 到 D 过程中克服摩擦力做的功 W。(3)小球沿斜面上滑过程中克服摩擦力做的功等于小球做平抛运动的初动能，有 W12mv02169 mgh。方法规律(2)应用机械能守恒能解决的问题，应用动能定理同样能解决，但其解题思路和表达式有所不同。(1)列方程时，选取的表达角度不同，表达式不同，对参考平面的选取要求也不一定相同。课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束针对训练1(2014全国卷)取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力。该物块落地时的速度方向
14、与水平方向的夹角为()A6 B4C3D512课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束解析：根据平抛运动的规律和机械能守恒定律解题。设物块水平抛出的初速度为 v0，高度为 h，由机械能守恒定律得12mv02mgh，即 v0 2gh。物块在竖直方向上的运动是自由落体运动，故落地时的竖直分速度 vy 2ghvxv0，则该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角 4，故选项 B 正确，选项 A、C、D 错误。答案：B 课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结
15、束2(2015南开中学模拟)如图 5-3-4 所示，压力传感器能测量物体对其正压力的大小，现将质量分别为 M、m 的物块和小球通过轻绳固定，并跨过两个水平固定的定滑轮(滑轮光滑且较小)，当小球在竖直面内左右摆动且高度相等时，物块始终没有离开水平放置的传感器。已知小球摆动偏离竖直方向的最大角度为，滑轮 O 到小球间轻绳长度为 l，重力加速度为 g，求：图 5-3-4课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束(1)小球摆到最低点速度大小；解析：(1)小球下摆过程中只有重力做功，小球的机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgl(1
16、cos)12mv20解得小球在最低点的速度大小 v 2gl1cos。(2)小球摆到最低点时，压力传感器示数为 0，则 M/m 的大小。课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束(2)小球在最低点时，压力传感器的示数为 0，则轻绳的拉力大小 FMg对小球在最低点应用牛顿第二定律得：Fmgmv2l解得Mm32cos。答案：(1)2gl1cos (3)32cos 课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束要点三 多物体的机械能守恒1对多个物体组成的系统要
17、注意判断物体运动过程中，系统的机械能是否守恒。3列机械能守恒方程时，一般选用 EkEp 或 EAEB 的形式。2注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关系。课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束典例(2015青岛检测)一半径为 R 的半圆形竖直圆柱面，用轻质不可伸长的细绳连接的 A、B 两球悬挂在圆柱面边缘两侧，A 球质量为 B 球质量的 2 倍，现将 A 球从圆柱边缘处由静止释放，如图 5-3-5 所示。已知 A 球始终不离开圆柱内表面，且细绳足够长，若不计一切摩擦，求：(2)A 球沿圆柱内表面运动的最大位
18、移。(1)A 球沿圆柱内表面滑至最低点时速度的大小；图 5-3-5课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束审题指导(3)A 球下降的高度并不等于 B 球上升的高度。(2)A 球沿圆柱内表面运动的位移大小与 B 球上升高度相等。(1)A 球沿绳方向的分速度与 B 球速度大小相等。解析(1)设 A 球沿圆柱内表面滑至最低点时速度的大小为 v，B 球的质量为 m，则根据机械能守恒定律有2mgR 2mgR122mv212mvB2由图甲可知，A 球的速度 v 与 B 球速度 vB 的关系为 vBv1vcos 45联立解得 v2
19、2 25gR。甲课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束(2)当 A 球的速度为零时，A 球沿圆柱内表面运动的位移最大，设为 x，如图乙所示，由几何关系可知 A 球下降的高度 h x2R4R2x2根据机械能守恒定律有 2mghmgx0解得 x 3R。答案(1)2 2 25gR(2)3R课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束方法规律(3)正确选取机械能守恒定律的表达式。(2)合理选取物理过程。(1)正确选取研究对象。解决多物体机械能守恒问题的三
20、点注意课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束针对训练1(多选)(2015江西红色六校联考)如图 5-3-6 所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板 P 连接，另一端与物体 A 相连，物体 A 置于光滑水平桌面上，A 右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体 B 相连。开始时托住 B，让 A 处于静止且细线恰好伸直，然且由静止释放 B，直至 B 获得最大速度。下列有关该过程的分析正确的是()图 5-3-6课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束A
21、B 物体受到细线的拉力保持不变BA 物体与 B 物体组成的系统机械能不守恒CB 物体机械能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量D当弹簧的拉力等于 B 物体的重力时，A 物体的动能最大课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束解析：以 A、B 组成的系统为研究对象，有 mBgkx(mAmB)a。由于弹簧的伸长量 x 逐渐变大，从开始到 B 速度达到最大的过程中 B 加速度逐渐减小，由 mBgFTmBa 可知，此过程中细线的拉力逐渐增大，是变力，A 错误。A 物体、弹簧与 B 物体组成的系统机械能守恒，而 A 物体与 B 物体组
22、成的系统机械能不守恒，B 正确。B 物体机械能的减少量等于 A 物体机械能的增加量与弹簧弹性势能的增加量之和，故 B 物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量，C 错误。当弹簧的拉力等于 B物体的重力时，B 物体速度最大，A 物体的动能最大，D 正确。答案：BD课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束2质量分别为 m 和 2m 的两个小球 P 和 Q，中间用轻质杆固定连接，杆长为 L，在离P 球L3处有一个光滑固定轴 O，如图 5-3-7所示。现在把杆置于水平位置后自由释放，在 Q 球顺时针摆动到最低位置时，求：(2
23、)在此过程中，杆对小球 P 做的功。(1)小球 P 的速度大小；图 5-3-7课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束解析：(1)两球和杆组成的系统机械能守恒，设小球 Q 摆到最低位置时 P 球的速度为 v，由于 P、Q 两球的角速度相等，Q 球运动半径是 P 球运动半径的两倍，故 Q 球的速度为 2v。由机械能守恒定律得2mg23Lmg13L12mv2122m(2v)2解得 v 2gL3。(2)杆对 P 球做的功等于小球 P 机械能的增加量 E，则Emg13L12mv249mgL。答案：(1)2gL3(2)49mgL
24、课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束要点四 用机械能守恒定律解决非质点问题在应用机械能守恒定律处理实际问题时，经常遇到像“链条”“液柱”类的物体，其在运动过程中将发生形变，其重心位置相对物体也发生变化，因此这类物体不能再看做质点来处理。物体虽然不能看成质点来处理，但因只有重力做功，物体整体机械能守恒。一般情况下，可将物体分段处理，确定质量分布均匀的规则物体各部分的重心位置，根据初末状态物体重力势能的变化列式求解。课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未
25、来 物理结束典例 如图 5-3-8 所示，一条长为 L 的柔软匀质链条，开始时静止在光滑梯形平台上，斜面上的链条长为 x0，已知重力加速度为 g，Lx0)。图 5-3-8课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束解析 链条各部分和地球组成的系统机械能守恒，设链条的总质量为 m，以平台所在位置为零势能面，则mLx0g12x0sin 12mv2mLxg12xsin 解得 vgLx2x02sin 所以当斜面上链条长为 x 时，链条的速度为gLx2x02sin。答案 gLx2x02sin 课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练
26、对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束针对训练1如图 5-3-9 所示，粗细均匀，两端开口的U 形管内装有同种液体，开始时两边液面高度差为 h，管中液柱总长度为 4h，后来让液体自由流动，当两液面高度相等时，右侧液面下降的速度为()A18gh B16ghC14ghD12gh图 5-3-9课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束解析：当两液面高度相等时，减少的重力势能转化为整个液体的动能，根据功能关系有18mg12h12mv2，解得：v18gh。答案：A 课前基础简要回顾课堂释疑一站
27、突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束2(多选)如图 5-3-10 所示，倾角 30的光滑斜面固定在地面上，长为 l、质量为 m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中()图 5-3-10课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束A物块的机械能逐渐增加B软绳的重力势能减少了14mglC物块重力势能的减少量等于软绳机械能的增加量D软绳重力势能减
28、少量小于其动能的增加量解析：细线对物块做负功，物块的机械能减少，细线对软绳做功，软绳的机械能增加，故软绳重力势能的减少量小于其动能增加量，A 错误，D 正确；物块重力势能的减少量一部分转化为软绳机械能，另一部分转化为物块的动能，故 C 错误；从开始运动到软绳刚好全部离开斜面，软绳的重心下移了l4，故其重力势能减少了14mgl，B 正确。答案：BD课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束3长为 L 的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其长度的14垂在桌边，如图 5-3-11 所示，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大？图 5-3-11课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束解析：链条下滑时，因桌面光滑，没有摩擦力做功，整根链条总的机械能守恒，设整根链条质量为 m，由机械能守恒定律得34mg38L14mg34L12mv2解得 v1516gL。答案：1516gL课前基础简要回顾课堂释疑一站突破课后演练对点设计第3节 机械能守恒定律及其应用 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理结束 “课后演练对点设计”见“课时跟踪检测(十八)”(单击进入电子文档)谢 谢 观 看
