2019版高考物理一轮复习专题五机械能第3讲机械能守恒定律课件

解析：图甲中重力和弹力做功，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；图乙中物体 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；图丙中绳
子张力对 A 做负功，对 B 做正功，代数和为零，A、B 系统机
端都固定在 O 点，不计两绳质量.现将两球都拉到如 图 5-3-2 所示的水平位置上，让两绳均拉直(此时橡 皮绳为原长)，然后无初速释放，当两球通过 O 点正
下方时，橡皮绳与细绳恰好等长，那么(
) 图 5-3-2
A.经过 O 点正下方时，小球 A、B 速度大小相等 B.下落过程中小球 A、B 重力势能变化量相同 C.下落过程中绳对 A、B 两球的拉力都不做功
【典题 1】(多选)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(
)
甲
乙
丙
丁
图 5-3-4
A.图甲中，物体 A 将弹簧压缩的过程中，A 机械能守恒
B.图乙中，A 置于光滑水平面上，物体 B 沿光滑斜面下滑， 物体 B 机械能守恒 C.图丙中，不计任何阻力和定滑轮质量时 A 加速下落，B 加速上升过程中，A、B 系统机械能守恒 D.图丁中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机 械能守恒
【基础自测】 1.如图 5-3-1 所示，质量为 m 的小球，从离桌面 H 高处由 静止下落，桌面离地高度为 h.若以桌面为参考平面，那么小球
落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是(
A.mgh，减少 mg(H－h)
)
B.mgh，减少 mg(H＋h)
C.－mgh，减少 mg(H－h) D.－mgh，减少 mg(H＋h) 答案：D 图 5-3-1
械能守恒，C 正确；图丁中小球的动能不变，势能不变，机械 能守恒，D 正确. 答案：CD
易错提醒：(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. (3)对于系统机械能是否守恒，可以根据能量的转化进行判 断.
考向 1 单个物体的机械能守恒 【典题 2】(2016 年新课标Ⅱ卷)小球 P 和 Q 用不可伸长的 轻绳悬挂在天花板上，P 球的质量大于 Q 球的质量，悬挂 P 球 的绳比悬挂 Q 球的绳短.将两球拉起，使两绳均被水平拉直， 如图 5-3-5 所示.将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点( A.P 球的速度一定大于 Q 球的速度 B.P 球的动能一定小于 Q 球的动能 图 5-3-5 )
应用时关键在于 表示系统(或物体)机 分清重力势能的 械能守恒时，系统 增加量和减少量， 减少(或增加)的重力 可不选零势能面 势能等于系统增加( 而直接计算初末 或减少)的动能 状态的势能差
转化
观点
ΔEk＝－ΔEp
(续表) 项目 表达式 物理意义 注意事项
转移 观点 ΔEA增＝ΔEB减
若系统由A、B两部 常用于解决两个 分组成，则A部分物 或多个物体组成 体机械能的增加量 的系统的机械能 与B部分物体机械能 守恒问题 的减少量相等
热点 2 机械能守恒定律的应用 [热点归纳] 机械能守恒的三种表达式： 项目 表达式 物理意义 注意事项 应用时应选好重
守恒
观点
Ek＋Ep＝Βιβλιοθήκη Ek′＋Ep′系统初状态机械能 力势能的零势能 的总和与末状态机 面，且初末状态必 械能的总和相等
须用同一零势能
面计算势能
(续表) 项目 表达式 物理意义 注意事项
2.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 答案：C
)
3.两质量相等的小球 A 和 B，A 球系在一根不可伸长的细绳
一端，B 球系在一根原长小于细绳的橡皮绳一端，两绳的另一
第3讲 机械能守恒定律
考点 1 重力势能和弹性势能 1.重力势能 (1)重力做功的特点 路径 无关，只与初、末位置的________ 高度差 ①重力做功与________ 有关.
重力势能 的变化. ②重力做功引起物体__________
(2)重力势能
举高 而具有的能. ①概念：物体由于被________
－ΔEp 减少量 即 WG＝－(Ep2－Ep1)＝_________. _________.
重力势能具有相对性，同一物体位于同一位置 时，由于选择不同的水平面作为零势能面，其重力势能的数值
(包括正、负)也不同.
2.弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量.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
越大 ，劲度系数________ 越大 ，弹簧的弹性势能越大. ________
考点 2 机械能守恒定律
动能 和势能统称为机械能. 1.机械能：________ 重力 或________ 弹力 做 2.机械能守恒定律的内容：在只有________ 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. Ek2＋Ep2 3.机械能守恒定律的表达式：Ek1＋Ep1＝____________.
(1)此过程中重力所做的功.
(2)此时弹簧的弹性势能.
图 5-3-3
解：(1)重力所做的功为
W重＝mgh＝1×10×(0.9＋0.1) J＝10 J. (2)对于金属块和弹簧组成的系统，系统的机械能守恒，有
1 2 W 重＝2mv ＋Ep
解得 Ep＝2 J.
热点 1 机械能守恒的判断方法 [热点归纳]
mgh ②表达式：Ep＝________.
标量 ，正负表示其________. 大小 ③矢标性：重力势能是________ (3)重力做功与重力势能变化的关系 减少 ； ①定性关系：重力对物体做正功，重力势能就________ 增加 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
D.经过 O 点正下方时，两球的机械能相等
答案：B
4.如图 5-3-3 所示，轻质弹簧竖直放置在水平地面上，它的
正上方有一质量为 1 kg 的金属块从离弹簧上端高 0.9 m 处自由 下落，当弹簧被压缩了 0.1 m 时，金属块速度达到最大值 4 m/s， 不计空气阻力，g 取 10 m/s2，求：