2019年高考物理一轮复习第5章机械能第3讲机械能守恒定律及其应用课件新人教版.ppt

1、机械能,第 五 章,第3讲机械能守恒定律及其应用,知识梳理自测,1重力做功的特点(1)重力做功与_无关，只与始、末位置的_有关。(2)重力做功不引起物体_的变化。2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_；重力对物体做负功，重力势能_。(2)定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势能的_，即WG_。(3)重力势能的变化量是绝对的，与参考平面的选取_。,重力做功与重力势能,路径,高度差,机械能,减小,增大,减少量,Ep1Ep2,Ep,无关,3弹性势能(1)概念：物体由于发生_而具有的能。(2)大小：弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关，弹簧的形变量_，劲度系

2、数_，弹簧的弹性势能越大。,弹性形变,越大,越大,思考：如图所示，起重机正在向高处起吊重物。(1)重物上升过程中，重力势能怎么变化？重力做什么功？(2)若被吊重物的质量为2吨，将它从地面起吊至20米高的楼层。则重物的重力势能变化了多少？重力做了多少功？两者存在什么关系？,答案：(1)增大，负功(2)增大了4105J，重力做了4105J的功。克服重力做的功等于物体重力势能的增加量。,机械能1机械能：_和_统称为机械能，其中势能包括_和_。2机械能守恒定律(1)内容：在只有_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_。(2)守恒条件：只有重力或弹簧的弹力做功。,机械能守恒定律,动能,

3、势能,重力势能,弹性势能,重力或弹力,保持不变,思考：运动员抛出的铅球所受空气的阻力远小于其重力，请思考以下问题：(1)铅球在空中运动过程中，能否视为机械能守恒？(2)若铅球被抛出时速度大小一定，铅球落地时的速度大小与运动员将铅球抛出的方向有关吗？(3)在求解铅球落地的速度大小时，可以考虑应用什么规律？答案：(1)能(2)无关(3)机械能守恒定律或动能定理。,思维诊断：(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，物体的重力势能一定增加。()(5)发生弹性形变的物体都具有弹性

4、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。(),AB,解析重力势能是物体与地球的相互作用所具有的能量，其为负值表示物体在所选的参考面以下，不一定在水平面以下，A、B均正确，D错误；卫星由近地点向远地点运动时，万有引力做负功，重力势能增加，C错误。,D,解析在运动员到达最低点前，运动员向下运动，根据重力势能的定义可知重力势能始终减小，故A正确；蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力方向向上，而运动员向下运动，所以弹力做负功，

5、弹性势能增加，故B正确；对于运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，蹦极过程中只有重力和弹力做功，所以系统机械能守恒，故C正确；重力做功是重力势能转化的量度，即WGEP，而蹦极过程中重力做功与重力势能零点的选取无关，所以重力势能的改变量与重力势能零点的选取无关，故D错误。,C,BCD,核心考点突破,判断方法1用定义判断：若物体动能、势能均不变，则机械能不变。若一个物体动能不变、重力势能变化，或重力势能不变、动能变化或动能和重力势能同时增加(减少)，其机械能一定变化。2用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)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：若物体或系统中只有动

6、能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体或系统机械能守恒。4对多个物体组成的系统，除考虑外力是否只有重力做功外，还要考虑系统内力做功，如有滑动摩擦力做功时，因摩擦生热，系统机械能将有损失。,机械能守恒的判断,CD,C丙图中，不计任何阻力及滑轮质量时A加速下落，B加速上升过程中，A、B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,解题导思：(1)乙图中，若A不动，物体B沿光滑斜面下滑，B的机械能是否守恒？(2)丙图中，物体A、B的机械能各如何变，为什么？答案：(1)乙图中，若A不动，则B的机械能守恒。(2)丙图中，绳子拉力对A做负功，A的机械能减小；绳子拉

7、力对B做正功，B的机械能增加。,解析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错误；乙图中物体B除受重力外，还受弹力，弹力对B做负功，机械能不守恒，但从能量特点看A、B组成的系统机械能守恒，B错误；丙图中绳子张力对A做负功，对B做正功，代数和为零，A、B机械能守恒，C正确；丁图中动能不变，势能不变，机械能守恒，D正确。,规律总结：机械能守恒的理解要点(1)机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零，更不是合外力为零；“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。(2)对于一些绳子突然绷紧、物体间碰撞等情况，除非题目特别说明，否则机械能必定不守恒。,类题演练 1 ,A

8、D,解析将b的实际速度进行分解，如图所示。由图可知vavbcos，即a的速度小于b的速度，故a的动能小于b的动能，A正确，B错误；由于只有动能与重力势能的转化，故a、b组成的系统机械能守恒，C错误；根据功能关系可知，物体a克服绳拉力做的功等于物体a机械能的减少量，D正确。,1对机械能守恒表述形式的理解(1)守恒观点(适用于单物体、多物体系统机械能守恒问题)表达式：Ek1Ep1Ek2Ep2或E1E2。意义：系统初状态的机械能等于末状态的机械能。注意问题：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。,单物体(除地球外)机械能守恒问题,(2)转化观点(适用于单物体、多物体系

9、统机械能守恒问题)表达式：EkEp。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。(3)转移观点(仅适用多物体系统机械能守恒问题)表达式：EA增EB减。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。,2应用机械能守恒定律的基本思路(1)选取研究对象物体。(2)根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒。(3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末状态时的机械能。(4)选取方便的机械能守恒定律的方程形式(Ek1Ep1Ek2Ep2、EkEp)进行求解。,(1)小球被抛出时的速

10、度v0；(2)小球到达半圆轨道最低点B时，对轨道的压力大小；(3)小球从C到D过程中克服摩擦力做的功W。,解题导思：(1)小球运动到A点时速度的方向如何？其竖直分速度是多少？(2)小球从P到B的过程有哪些力做功？小球的机械能是否守恒？(3)小球从P到D的过程有哪些力做功？,规律总结：(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。(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。,类题演练 2 ,AC,解析对A、C轨道，小球到右侧最高点的速度可以为零，由机械能守恒可得，小球进入右侧轨道后的高度仍为h，故A、C正确；轨道B右

11、侧轨道最大高度小于h，小球到轨道最高点后做斜抛运动，小球到达最高点时仍有水平速度，因此，小球能到达的最大高度小于h，B不正确，轨道D右侧为圆形轨道，小球通过最高点必须具有一定速度，因此，小球沿轨道D不可能到达h高度，D错误。,1对多个物体组成的系统要注意判断物体运动过程中，系统的机械能是否守恒。2注意寻找用绳或杆连接的物体间的速度关系和位移关系。3列机械能守恒方程时，一般选用EkEp的形式。,多物体机械能守恒问题,BD,类题演练 3 ,C,AvavbvcBvavavbDvavbvc,类题演练 4 ,C,阶段培优微专题,AD,类题演练 5 ,C,解析圆环沿杆滑下，滑到杆底端的过程中有两个力对圆环做功，即环的重力和弹簧的拉力，所以圆球的机械能不守恒，A错误；弹簧的弹性势能随弹簧的形变量的变化而变化，由题图知弹簧先压缩再伸长，故弹簧的弹性势能先增大后减小再增大，B错误；系统的机械能守恒，圆环的机械能减少了mgh，则弹簧的弹性势能增大了mgh，C正确；在弹簧竖直放置时弹簧处于原长，弹力为零，故此点弹力的功率为零，当弹簧与速度方向垂直时，弹力的功率为零，当弹簧再次恢复原长时，弹力为零，弹力的功率为零，到最底端时圆环的速度为零，所以弹力的功率为零，在下滑过程中(含始末位置)有四个位置弹簧弹力的功率为零，D错误。,