（通用版）2018-2019版高考物理總復(fù)習(xí) 主題三 機(jī)械能及其守恒定律 3.7機(jī)械能守恒定律課件 新人教版.ppt

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1、3.7機(jī)械能守恒定律,一、動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化 1.重力勢能與動能：只有重力做功時(shí)，若重力對物體做正功，則物體的重力勢能_______，動能_______，____________轉(zhuǎn)化成了動能；若重力做負(fù)功，則_______轉(zhuǎn)化為____________。 2.彈性勢能與動能：只有彈簧彈力做功時(shí)，若彈力做正功，則彈簧彈性勢能______，物體的動能_______，____________轉(zhuǎn)化為動能。,減少,增加,重力勢能,動能,重力勢能,減少,增加,彈性勢能,3.機(jī)械能：,(1)定義：____________、彈性勢能和_______的總稱，表達(dá)式為EEkEp。 (2)機(jī)械能存在形式的改變：通

2、過_______或_______做功，機(jī)械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式。,重力勢能,動能,重力,彈力,思維拓展,(1)如圖1所示，物體沿光滑斜面下滑，物體的重力勢能如何變化，動能如何變化？當(dāng)物體以某一初速度沿著光滑斜面上滑時(shí)，物體的重力勢能如何變化，動能如何變化？ (2)如圖2所示，在光滑水平面上，被壓縮的彈簧恢復(fù)原來形狀的過程，彈性勢能如何變化？彈出的物體的動能如何變化？當(dāng)物體以某一初速度壓縮彈簧時(shí)，彈性勢能如何變化，物體的動能如何變化？,圖1,圖2,答案(1)下滑時(shí)，物體的高度降低了，重力勢能減少。物體的速度增大了，即物體的動能增加；上滑時(shí)，物體的重力勢能增加，動能減少。 (2)被壓縮

3、的彈簧恢復(fù)原來形狀時(shí)，彈性勢能減少，被彈出的物體的動能增加；當(dāng)物體壓縮彈簧時(shí)，彈性勢能增加，物體的動能減少。,二、機(jī)械能守恒定律 1.推導(dǎo),如圖3所示，物體沿光滑斜面從A滑到B。 (1)由動能定理：WG____________。 (2)由重力做功與重力勢能的關(guān)系： WG____________。由以上兩式可得Ek2Ek1Ep1Ep2，即Ek2Ep2Ek1Ep1。 結(jié)論：在只有_______做功時(shí)，小球的機(jī)械能___________。,2.內(nèi)容：在只有______或_______做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能____________。 3.表達(dá)式：Ek2Ep2 _____

4、_______，即E2 _____。,Ek2Ek1,Ep1Ep2,重力,保持不變,重力,彈力,保持不變,Ek1Ep1,E1,圖3,思考判斷,(1)通過重力做功，可以實(shí)現(xiàn)動能與重力勢能的相互轉(zhuǎn)化。( ) (2)物體的機(jī)械能一定是正值。( ) (3)合力為零，物體的機(jī)械能一定守恒。( ) (4)合力做功為零，物體的機(jī)械能一定守恒。( ) (5)人乘電梯勻速上升的過程，機(jī)械能守恒。( ),,,,,,機(jī)械能守恒條件的理解,要點(diǎn)歸納 1.利用機(jī)械能的定義判斷：判斷物體動能和勢能的和即機(jī)械能是否變化，如勻速上升、勻速下降、沿斜面勻速運(yùn)動的物體機(jī)械能必定不守恒。 2.從能量特點(diǎn)看，系統(tǒng)內(nèi)部只發(fā)生動能和勢

5、能的相互轉(zhuǎn)化，無其他形式能量(如內(nèi)能)之間轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)機(jī)械能守恒。 3.從做功角度來看，只有重力做功或系統(tǒng)彈力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，具體表現(xiàn)為：,精典示例 例1 (2018吉林高一檢測)下列實(shí)例中的運(yùn)動物體，機(jī)械能守恒的是(均不計(jì)空氣阻力)(),A.被起重機(jī)吊起的貨物正在加速上升 B.物體水平拋出去 C.物體沿粗糙斜面勻速下滑 D.一個(gè)輕質(zhì)彈簧上端固定，下端系一重物，重物沿豎直方向做上下振動,思路探究,(1)機(jī)械能守恒的條件是：系統(tǒng)內(nèi)只有________或 ______做功。 (2)做勻速直線運(yùn)動的物體的機(jī)械能是一定守恒，還是一定不守恒？ 提示(1)重力彈力 (2)做勻速直線運(yùn)動的物體的動能不變

6、，若勢能不變，則機(jī)械能守恒；若勢能變化，則機(jī)械能不守恒。,解析起重機(jī)吊起貨物做勻加速上升運(yùn)動，起重機(jī)對物體做正功，機(jī)械能增加，故A錯(cuò)誤；物體水平拋出去后只有重力做功，機(jī)械能守恒，故B正確；沿著粗糙斜面(斜面固定不動)勻速下滑的物體，摩擦力做負(fù)功，機(jī)械能減少，故不守恒，故C錯(cuò)誤；輕質(zhì)彈簧上端懸掛，重物系在彈簧的下端做上下振動過程中只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，但物體機(jī)械能不守恒，故D錯(cuò)誤。 答案B,針對訓(xùn)練1 (多選)如圖4所示，彈簧固定在地面上，一小球從它的正上方A處自由下落，到達(dá)B處開始與彈簧接觸，到達(dá)C處速度為0，不計(jì)空氣阻力，則在小球從B到C的過程中(),A.彈簧的彈性勢能

7、不斷增大 B.彈簧的彈性勢能不斷減小 C.小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能不斷減小 D.小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能保持不變 解析從B到C，小球克服彈力做功，彈簧的彈性勢能不斷增加，A正確，B錯(cuò)誤；對小球、彈簧組成的系統(tǒng)，只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，C錯(cuò)誤，D正確。 答案AD,圖4,機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用,要點(diǎn)歸納 1.機(jī)械能守恒定律的不同表達(dá)式,2.應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的解題步驟,精典示例 例2 如圖5所示，質(zhì)量m70 kg的運(yùn)動員以10 m/s的速度，從高h(yuǎn)10 m的滑雪場A點(diǎn)沿斜坡自由滑下，以最低點(diǎn)B為零勢能面，一切阻力可忽略不計(jì)。(取g10 m/s2)求運(yùn)動員：,圖5,(1)在A點(diǎn)時(shí)

8、的機(jī)械能； (2)到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)的速度大??； (3)能到達(dá)的最大高度。,(1)物體在A點(diǎn)時(shí)的速度大??； (2)物體離開C點(diǎn)后還能上升多高。,圖6,多個(gè)物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒問題,要點(diǎn)歸納 多個(gè)物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒問題的解題思路,(1)首先分析多個(gè)物體組成的系統(tǒng)所受的外力是否只有重力或彈力做功，內(nèi)力是否造成了機(jī)械能與其他形式能的轉(zhuǎn)化，從而判斷系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒。 (2)若系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，E1E2，一個(gè)物體機(jī)械能增加，則一定有另一個(gè)物體機(jī)械能減少。,精典示例 例3 如圖7所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B用不可伸長的細(xì)軟輕線連接，跨過固定在地面上半徑為R的光滑圓

9、柱，A的質(zhì)量為B的兩倍。當(dāng)B位于地面時(shí)，A恰與圓柱軸心等高。將A由靜止釋放，B上升的最大高度是(),圖7,答案C,方法總結(jié) 多物體機(jī)械能守恒問題的分析技巧,(1)對多個(gè)物體組成的系統(tǒng)，一般用“轉(zhuǎn)化法”和“轉(zhuǎn)移法”來判斷其機(jī)械能是否守恒。 (2)注意尋找用繩或桿相連接的物體間的速度關(guān)系和位移關(guān)系。 (3)列機(jī)械能守恒方程時(shí)，可選用EkEp的形式。,針對訓(xùn)練3 如圖8所示，輕繩連接A、B兩物體，A物體懸在空中距地面H高處，B物體放在水平面上。若A物體質(zhì)量是B物體質(zhì)量的2倍，不計(jì)一切摩擦。由靜止釋放A物體，以地面為零勢能參考面。當(dāng)A的動能與其重力勢能相等時(shí)，A距地面的高度是(),圖8,答案B,1.(

10、多選)圖9各圖中機(jī)械能守恒的是(),圖9,A.甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，A機(jī)械能守恒 B.乙圖中，在大小等于摩擦力的拉力下沿斜面下滑時(shí)，物體B機(jī)械能守恒,C.丙圖中，不計(jì)任何阻力時(shí)A加速下落，B加速上升過程中，A、B機(jī)械能守恒 D.丁圖中，小球沿水平面做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，小球的機(jī)械能守恒 解析甲圖中重力和彈力做功，物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，但物體A機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)誤；乙圖中物體B除受重力外，還受彈力、拉力、摩擦力，但除重力之外的三個(gè)力做功代數(shù)和為零，機(jī)械能守恒，B正確；丙圖中繩子張力對A做負(fù)功，對B做正功，代數(shù)和為零，A、B機(jī)械能守恒，C正確；丁圖中動能不變，勢能不變，機(jī)械能守

11、恒，D正確。 答案BCD,2.(2018南陽高一檢測)(多選)兩個(gè)質(zhì)量不同的小鐵塊A和B，分別從高度相同的都是光滑的斜面和圓弧面的頂點(diǎn)滑向底部，如圖10所示。如果它們的初速度都為0，則下列說法正確的是(),A.下滑過程中重力所做的功相等 B.它們到達(dá)底部時(shí)動能相等 C.它們到達(dá)底部時(shí)速率相等 D.它們在最高點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能和它們到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能大小各自相等,圖10,答案CD,3.(2018泉州高一檢測)(多選)如圖11所示，一輕彈簧固定于O點(diǎn)，另一端系一重物，將重物從與懸點(diǎn)O在同一水平面且彈簧保持原長的A點(diǎn)無初速度釋放，讓它自由擺下，不計(jì)空氣阻力。在重物由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)B的過程中，下列說法正確

12、的是(),A.重物的機(jī)械能守恒 B.重物的機(jī)械能減少 C.重物的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和不變 D.重物與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,圖11,解析重物由A點(diǎn)下擺到B點(diǎn)的過程中，彈簧被拉長，彈簧的彈力對重物做了負(fù)功，所以重物的機(jī)械能減少，故A錯(cuò)誤，B正確；此過程中，由于只有重力和彈簧的彈力做功，所以重物與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即重物減少的重力勢能等于重物獲得的動能與彈簧的彈性勢能之和，故C錯(cuò)誤，D正確。 答案BD,4.(多選)如圖12所示，在兩個(gè)質(zhì)量分別為m和2m的小球a和b之間，用一根長為L的輕桿連接(桿的質(zhì)量不計(jì))，兩小球可繞穿過桿中心O的水平軸無摩擦地轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)讓輕桿處于水平位置，然后無

13、初速度釋放，重球b向下，輕球a向上，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，在桿轉(zhuǎn)至豎直的過程中(),A.b球的重力勢能減少，動能增加 B.a球的重力勢能增加，動能增加 C.a球和b球的總機(jī)械能守恒 D.a球和b球的總機(jī)械能不守恒,圖12,解析a、b兩球組成的系統(tǒng)中，只存在動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；其中a球的動能和重力勢能均增加，機(jī)械能增加，輕桿對a球做正功；b球的重力勢能減少，動能增加，總的機(jī)械能減少，輕桿對b球做負(fù)功，選項(xiàng)A、B正確。 答案ABC,5.滑板運(yùn)動是一項(xiàng)驚險(xiǎn)刺激的運(yùn)動，深受青少年的喜愛。如圖13所示是滑板運(yùn)動的軌道，AB和CD是一段圓弧形軌道，BC是一段長7 m 的水平軌道。一運(yùn)動員從AB軌道上的P點(diǎn)以6 m/s的速度下滑，經(jīng)BC軌道后沖上CD軌道，到Q點(diǎn)時(shí)速度減為零。已知運(yùn)動員與滑板的總質(zhì)量為50 kg，h1.4 m，H1.8 m，不計(jì)圓弧軌道上的摩擦(g10 m/s2)。求：,圖13,(1)運(yùn)動員第一次經(jīng)過B點(diǎn)、C點(diǎn)時(shí)的速度各是多少？ (2)運(yùn)動員與BC軌道的動摩擦因數(shù)。,答案(1)8 m/s6 m/s(2)0.2,