(江苏专用)2019版高考物理大一轮复习第5单元机械能第15讲机械能守恒定律及其应用课件
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[答案] C [解析] 小球从 A 点向半圆形槽的最低点运动的过程中,
半圆形槽有向左运动的趋势,但实际上没有动,整个系 统中只有重力做功,所以小球与槽组成的系统机械能守 恒;小球过了半圆形槽的最低点以后,半圆形槽向右运 动,系统没有其他形式的能量产生,满足机械能守恒的 条件,所以系统的机械能守恒;小球从开始下落至到达 槽最低点前,小球先失重,后超重;当小球向右上方滑动 时,半圆形槽也向右移动,半圆形槽对小球做负功,小球 的机械能不守恒,故选项 C 正确.
考点互动探究
■ 规律总结 机械能是否守恒的判断方法: (1)利用机械能的定义判断:如果物体动能、势能之和不变,则机械能守恒. (2)利用机械能守恒条件判断:只有重力对单一物体做功,则机械能守恒;只有重力或(
弹簧、橡皮筋)弹力对系统做功,或重力和弹力以外的其他力对系统做的总功为零,
则系统的机械能守恒. (3)利用能量转化判断:若物体系统与外界没有能量交换,或系统内没有机械能与其 他形式能的转化,则系统机械能守恒.注意弹簧弹力对物体做功时,弹簧和物体系统 的机械能守恒,物体的机械能并不守恒.
考点互动探究
考点二 单体机械能守恒的应用
例 1 [2017· 全国卷Ⅱ] 如图 15-4 所示,半圆形光滑轨道 固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直.一小物块 以速度 v 从轨道下端滑入轨道,并 从轨道上端水平飞出,小物块落地 点到轨道下端的距离与轨道半径 有关,此距离最大时对应的轨道半 径为(重力加速度大小为 g) (
考点互动探究
3．如图 15-3 所示,将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上,槽的左 侧有一竖直墙壁.现让一小球自左端槽口 A 点的正上方由静止开始下落,小球从 A 点与半圆形槽相切进入槽内,则下列说法正确的是 ( )
图 15-3
考点互动探究
A． 小球在半圆形槽内运动的全过程中, 只有重力对它做功 B．小球从 A 点向半圆形槽的最低点运 动的过程中,小球处于失重状态 C．小球从 A 点经最低点向右侧最高点 运动的过程中,小球与槽组成的系统机 械能守恒 D．小球从下落到从右侧离开槽的过程 中机械能守恒
3．判断方法:(1)只有重力或系统内弹簧弹力做功;(2)只有动能和势能之间转化,没
有其他能量参与.
教材知识梳理
【思维辨析】 (1)重力势能的大小及变化与零势能面的选取有关. ( × ) (2)重力做功与路径有关. ( × ) (3)物体所受的合外力为零时,物体的机械能一定守恒. ( × ) (4)做匀速直线运动的物体机械能一定守恒. ( × ) (5)做曲线运动的物体机械能可能守恒. ( √ ) (6)形变量越大,弹性势能越大. ( × ) (7)重力势能越大,重力做功就越多. ( × )
二、弹性势能
1．定义:物体由于发生 弹性形变 而具有的能,是标量. 2．弹力做功与弹性势能变化的关系:W=-ΔEp.
教材知识梳理
三、机械能守恒定律
1．内容:在只有重力或(弹簧)弹力做功的物体系统内,动能和势能可以互相转化,而 总的机械能保持不变. 2．表达式 (1)守恒角度:E1=E2.(2)转化角度:ΔEk=-ΔEp.(3)转移角度:ΔEA=-ΔEB.
[答案] CD
[解析] 甲图中重力和系统内弹力做功,物体 A 和弹簧组成的系统机械能守恒,但物体 A 的 机械能不守恒,A 错误.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 组成的系统机械能守 恒,C 正确.丁图中小球的动能不变,势能不15-2 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 15-2 A．子弹射入物块 B 的过程 B．物块 B 带着子弹向左运动,直到弹簧压缩量达最大的过程 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 因惯性继续向右运动,直到弹簧伸长量达最大的过程
考点互动探究
考点一 机械能守恒的理解和判断
1．(多选)如图 15-1 所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是 ( )
图 15-1
考点互动探究
A． 甲图中,物体 A 将弹簧压缩的过程中,物体 A 的机械能守恒 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
机械能守恒定 律及其应用
第15讲 PART 15
教材知识梳理│考点互动探究│教师备用习题
教材知识梳理
一、重力势能与重力做功
mgh 重力 高度 1．物体的重力势能等于它所受的 与所处位置的 的乘积,Ep= ,是标 量.
2．重力势能是物体和 地球 所共有的.重力势能的大小与零势能面的选取有关,但重 力势能的变化量与零势能面的选取无关. 3．重力做功与物体运动的路径无关,只与重力及 初、末位置的高度差 有关,WG=mgh. 重力做功与重力势能变化的关系:WG=-ΔEp.
考点互动探究
[答案] A
[解析] 子弹射入物块 B 的过程中,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 一个弹力作用,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.
半圆形槽有向左运动的趋势,但实际上没有动,整个系 统中只有重力做功,所以小球与槽组成的系统机械能守 恒;小球过了半圆形槽的最低点以后,半圆形槽向右运 动,系统没有其他形式的能量产生,满足机械能守恒的 条件,所以系统的机械能守恒;小球从开始下落至到达 槽最低点前,小球先失重,后超重;当小球向右上方滑动 时,半圆形槽也向右移动,半圆形槽对小球做负功,小球 的机械能不守恒,故选项 C 正确.
考点互动探究
■ 规律总结 机械能是否守恒的判断方法: (1)利用机械能的定义判断:如果物体动能、势能之和不变,则机械能守恒. (2)利用机械能守恒条件判断:只有重力对单一物体做功,则机械能守恒;只有重力或(
弹簧、橡皮筋)弹力对系统做功,或重力和弹力以外的其他力对系统做的总功为零,
则系统的机械能守恒. (3)利用能量转化判断:若物体系统与外界没有能量交换,或系统内没有机械能与其 他形式能的转化,则系统机械能守恒.注意弹簧弹力对物体做功时,弹簧和物体系统 的机械能守恒,物体的机械能并不守恒.
考点互动探究
考点二 单体机械能守恒的应用
例 1 [2017· 全国卷Ⅱ] 如图 15-4 所示,半圆形光滑轨道 固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直.一小物块 以速度 v 从轨道下端滑入轨道,并 从轨道上端水平飞出,小物块落地 点到轨道下端的距离与轨道半径 有关,此距离最大时对应的轨道半 径为(重力加速度大小为 g) (
考点互动探究
3．如图 15-3 所示,将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上,槽的左 侧有一竖直墙壁.现让一小球自左端槽口 A 点的正上方由静止开始下落,小球从 A 点与半圆形槽相切进入槽内,则下列说法正确的是 ( )
图 15-3
考点互动探究
A． 小球在半圆形槽内运动的全过程中, 只有重力对它做功 B．小球从 A 点向半圆形槽的最低点运 动的过程中,小球处于失重状态 C．小球从 A 点经最低点向右侧最高点 运动的过程中,小球与槽组成的系统机 械能守恒 D．小球从下落到从右侧离开槽的过程 中机械能守恒
3．判断方法:(1)只有重力或系统内弹簧弹力做功;(2)只有动能和势能之间转化,没
有其他能量参与.
教材知识梳理
【思维辨析】 (1)重力势能的大小及变化与零势能面的选取有关. ( × ) (2)重力做功与路径有关. ( × ) (3)物体所受的合外力为零时,物体的机械能一定守恒. ( × ) (4)做匀速直线运动的物体机械能一定守恒. ( × ) (5)做曲线运动的物体机械能可能守恒. ( √ ) (6)形变量越大,弹性势能越大. ( × ) (7)重力势能越大,重力做功就越多. ( × )
二、弹性势能
1．定义:物体由于发生 弹性形变 而具有的能,是标量. 2．弹力做功与弹性势能变化的关系:W=-ΔEp.
教材知识梳理
三、机械能守恒定律
1．内容:在只有重力或(弹簧)弹力做功的物体系统内,动能和势能可以互相转化,而 总的机械能保持不变. 2．表达式 (1)守恒角度:E1=E2.(2)转化角度:ΔEk=-ΔEp.(3)转移角度:ΔEA=-ΔEB.
[答案] CD
[解析] 甲图中重力和系统内弹力做功,物体 A 和弹簧组成的系统机械能守恒,但物体 A 的 机械能不守恒,A 错误.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 组成的系统机械能守 恒,C 正确.丁图中小球的动能不变,势能不15-2 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 15-2 A．子弹射入物块 B 的过程 B．物块 B 带着子弹向左运动,直到弹簧压缩量达最大的过程 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 因惯性继续向右运动,直到弹簧伸长量达最大的过程
考点互动探究
考点一 机械能守恒的理解和判断
1．(多选)如图 15-1 所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是 ( )
图 15-1
考点互动探究
A． 甲图中,物体 A 将弹簧压缩的过程中,物体 A 的机械能守恒 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
机械能守恒定 律及其应用
第15讲 PART 15
教材知识梳理│考点互动探究│教师备用习题
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一、重力势能与重力做功
mgh 重力 高度 1．物体的重力势能等于它所受的 与所处位置的 的乘积,Ep= ,是标 量.
2．重力势能是物体和 地球 所共有的.重力势能的大小与零势能面的选取有关,但重 力势能的变化量与零势能面的选取无关. 3．重力做功与物体运动的路径无关,只与重力及 初、末位置的高度差 有关,WG=mgh. 重力做功与重力势能变化的关系:WG=-ΔEp.
考点互动探究
[答案] A
[解析] 子弹射入物块 B 的过程中,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 一个弹力作用,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.