2013届高三物理一轮复习课件(粤教版)：第5章 第3节 机械能守恒定律
合集下载
2013高三物理一轮复习课件：第五章 机械能守恒定律
29
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
A．小球从 A 运动到 C 过程中机械能守恒 B． 小球从 A 运动到 B 过程和从 B 到 C 过程中机械能 守恒 C．小球从 B 到 C 过程中机械能不守恒 D．小球在 C 点机械能比在 A 点机械能少
30
《恒谦教育教学资源库》
18
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
19
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
解析 A、B 图中有外力 F 做功，故机械能不守恒；D 图中斜面粗糙，有摩擦力在做功，机械能不守恒；C 图中只 有重力做功，机械能守恒．
答案
C
20
《恒谦教育教学资源库》
[答案] BD
31
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
[点评] ①对一些如绳子突然绷紧、物品爆炸等现象 机械能不守恒；②题目中如果细绳换成一个橡皮筋，橡皮 筋和物体组成的系统在上述整个过程中机械能是守恒的， 橡皮筋的弹性势能和弹簧的弹性势能处理是一样的．
32
《恒谦教育教学资源库》
17 1．内容： □在只有重力或弹力做功的物体系统内，
动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变．
18 □Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2 2．表达式： 19 □ΔEk＝－ΔEp .
或 E1＝E2 或者
9
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
3．条件．
20 (1)只有 □重力 做功．
答案 D
25
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
高三物理一轮复习 第五章 机械能 第3讲 机械能守恒定律课件(课时讲课)
过光滑定滑轮，绳两端各系一小球 a 和 b.a 球质量为
m，静置于地面；b 球质量为 3m，用手托住，高度
为 h，此时轻绳刚好拉紧．从静止开始释放 b 后，a
可能达到的最大高度为( )
A．h
B．1.5h
C．2h
D．2.5h
课堂教学
23
解析 在 b 落地前，a、b 组成的系统机械能守恒，且 a、b 两物体速度大小相等，根据机械能守恒定律，可知 3mgh－mgh ＝12(m＋3m)v2，所以 v＝ gh；b 球落地时，a 球高度为 h，之后 a 球向上做竖直上抛运动，过程中机械能守恒，12mv2＝mgΔh， 解得Δh＝0.5h，所以 a 可能达到的最大高度为 1.5h，B 选项正 确．
课堂教学
20
课堂教学
21
解析 由题意“在 C 点处小球速度达到最大”，可知 C 点 是平衡位置，小球受到的重力与弹力平衡，该位置与 h 无关，B 项正确；根据机械能守恒定律，有 mg(h＋x0)＝Ep＋Ek，其中 x0 与弹性势能 Ep 为常数，可判断出 C 项正确．
答案 BC
课堂教学
22
4.如图所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨
课堂教学
6
二、机械能守恒定律 1．定律的表述 系统中只有重力或弹簧弹力做功，其它力不做功，则该系统 机械能守恒．系统中动能、重力势能、弹性势能相互转化，但总 量保持不变．
课堂教学
7
2．表达式 Ep＋Ek＝恒量； ΔEp＝ΔEk ΔEA 增＝ΔEB 减．
课堂教学
8
3．机械能守恒的条件 (1)理解一：物体只受重力；或同时受到重力和弹簧的弹力， 系统的机械能守恒．特别是同时受到重力和弹簧的弹力时，应是 物体与弹簧组成的系统机械能守恒．
2013届高三物理一轮复习课件(粤教版)：第5章 第3节 机械能守恒定律
2
2m v ，
2
又 A 离 地 面 高 度 为 h时 ， 它 的 动 能 和 势 能 相 等 ： 1 2
2m v 2
2 m g h，
由以上两式得h
2 5
H.
方 法 2 ： 由 公 式 E k E p， 有 ： m g H h 2 1 2
m 2m v ，
1 长 直 杆 的 下 端 运 动 到 木 块 的 最 低 点 时 ， 长
直 杆 在 竖 直 方 向 的 速 度 为 0. 由 机 械 能 守 恒 定 律 m gR 所 以 v B vC v 2Rg 3 1 2 3 m v
2
2长直杆下端上升到能达到最高点时，长直
杆 在 竖 直 方 向 速 度 为 0， 木 块 在 水 平 方 向 的 速 度 为 0 . 1 2 2 m v m g h， h
【解析】 物体下滑过程中，由于物体与斜面相互间有 垂直于斜面的作用力，使斜面加速运动，斜面的动能 增加；物体克服其相互作用力做功，物体的机械能减 少，但动能增加；重力势能减少，斜面的机械能增加， 故A对，B错． 物体沿斜面下滑时既沿斜面向下运动，又随斜面 向右运动，其合速度方向与斜面方向不垂直，弹力方 向垂直于斜面但与速度方向之间的夹角大于90°，所 以斜面对物体的作用力做负功，则C错；对斜面和物 体组成的系统只有重力在做功，故系统机械能守 恒．则D正确．
图5- 7 3-
【 解 析 】 A、 B 组 成 的 系 统 ， 只 发 生 了 动 能 和 势 能 的 转 化，没有转化为其他形式的能，所以机械能守恒． A、 B 球 在 同 一 杆 上 具 有 相 同 的 角 速 度 ， 故 v A v B ∶ R A RB 3 2， ∶ ∶ ①
2m v ，
2
又 A 离 地 面 高 度 为 h时 ， 它 的 动 能 和 势 能 相 等 ： 1 2
2m v 2
2 m g h，
由以上两式得h
2 5
H.
方 法 2 ： 由 公 式 E k E p， 有 ： m g H h 2 1 2
m 2m v ，
1 长 直 杆 的 下 端 运 动 到 木 块 的 最 低 点 时 ， 长
直 杆 在 竖 直 方 向 的 速 度 为 0. 由 机 械 能 守 恒 定 律 m gR 所 以 v B vC v 2Rg 3 1 2 3 m v
2
2长直杆下端上升到能达到最高点时，长直
杆 在 竖 直 方 向 速 度 为 0， 木 块 在 水 平 方 向 的 速 度 为 0 . 1 2 2 m v m g h， h
【解析】 物体下滑过程中，由于物体与斜面相互间有 垂直于斜面的作用力，使斜面加速运动，斜面的动能 增加；物体克服其相互作用力做功，物体的机械能减 少，但动能增加；重力势能减少，斜面的机械能增加， 故A对，B错． 物体沿斜面下滑时既沿斜面向下运动，又随斜面 向右运动，其合速度方向与斜面方向不垂直，弹力方 向垂直于斜面但与速度方向之间的夹角大于90°，所 以斜面对物体的作用力做负功，则C错；对斜面和物 体组成的系统只有重力在做功，故系统机械能守 恒．则D正确．
图5- 7 3-
【 解 析 】 A、 B 组 成 的 系 统 ， 只 发 生 了 动 能 和 势 能 的 转 化，没有转化为其他形式的能，所以机械能守恒． A、 B 球 在 同 一 杆 上 具 有 相 同 的 角 速 度 ， 故 v A v B ∶ R A RB 3 2， ∶ ∶ ①
高考物理一轮复习 第五章 机械能及其守恒定律 第三节 机械能守恒定律课件
答案：D
2．如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端接连 着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处 于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动，在物体向右运 动的过程中，下列说法正确的是( )
A．弹簧的弹性势能逐渐减少 B．物体的机械能不变 C．弹簧的弹性势能先增加后减少 D．弹簧的弹性势能先减少后增加
②定量关系：重力对物体做的功________物体重力势能的 ________量．即WG＝－(Ep2－Ep1)＝________.
③重力势能的变化量是绝对的，与参考面的选取无关． 2．弹性势能 (1)定义：发生________的物体的各部分之间，由于有弹力 的相互作用，而具有的势能．
(2)大小：与形变量及________有关． (3)弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做正功，弹性 势能________；弹力做负功，弹性势能________．
(1)只有重力和弹簧弹力做功时，物体与弹簧组成的系统机 械能守恒．
(2)物体 B 沿斜面下滑时，放在光滑水平面上的斜面体沿水 平面是运动的．
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；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；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对；丁 图中动能不变，势能不变，机械能守恒，D对．
突破考点02
机械能守恒条件的理解
分类例析
1．机械能守恒定律的内容 在只有________做功的物体系统内，动能与势能会发生 相互转化，但机械能的总量保持不变． 2．机械能守恒的条件 只有重力或弹力做功． 3．对守恒条件的理解
(1)只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情况下的各种 抛体运动，物体的机械能________．
2．如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端接连 着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处 于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动，在物体向右运 动的过程中，下列说法正确的是( )
A．弹簧的弹性势能逐渐减少 B．物体的机械能不变 C．弹簧的弹性势能先增加后减少 D．弹簧的弹性势能先减少后增加
②定量关系：重力对物体做的功________物体重力势能的 ________量．即WG＝－(Ep2－Ep1)＝________.
③重力势能的变化量是绝对的，与参考面的选取无关． 2．弹性势能 (1)定义：发生________的物体的各部分之间，由于有弹力 的相互作用，而具有的势能．
(2)大小：与形变量及________有关． (3)弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做正功，弹性 势能________；弹力做负功，弹性势能________．
(1)只有重力和弹簧弹力做功时，物体与弹簧组成的系统机 械能守恒．
(2)物体 B 沿斜面下滑时，放在光滑水平面上的斜面体沿水 平面是运动的．
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；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；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对；丁 图中动能不变，势能不变，机械能守恒，D对．
突破考点02
机械能守恒条件的理解
分类例析
1．机械能守恒定律的内容 在只有________做功的物体系统内，动能与势能会发生 相互转化，但机械能的总量保持不变． 2．机械能守恒的条件 只有重力或弹力做功． 3．对守恒条件的理解
(1)只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情况下的各种 抛体运动，物体的机械能________．
2013高三物理一轮复习课件：第五章 实验：验证机械能守恒定律
29
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
(3)根据纸带算出相关各点的速度 v，量出下落距离 h， v2 则以 为纵轴，以 h 为横轴画出的图像应是图中的( 2 )
30
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
1 2 1 [解析] (1)由公式 mv ＝mgh 验证机械能守恒， 其中 2 2 mv 是从开始下落到参考点的动能增加量，因此，初速度 应该为零，而时间间隔 T＝0.02 s，则 1 2 1 － h＝ gT ＝ ×9.8×0.022 m≈2×10 3 m＝2 mm. 2 2 －AC＝sAC＝31.2－7.8×10 (2)vB＝ v 2T 0.04
四、实验步骤 1．安装装置：按图将检查、调整好的打点计时器竖 直固定在铁架台上，接好电路．
9
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
2．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿 过打点计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打点计 时器的地方．先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下 落．更换纸带重复做 3～5 次实验． 3．选纸带：在打好点的纸带中挑选点迹清晰且打点呈一条 直线的一条纸带．第 1～2 点间距接近 2 mm.
10
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
4．数据处理：在起始点标上 0，在以后各点依次标 上 1、2、3„用刻度尺测出对应下落高度 h1、h2、h3„ hn＋ 1－hn－ 1 利用公式 vn＝ 计算出点 1、 2、 3、 点 点 „ 2T 1 2 的瞬时速度 v1、v2、v3„计算相应的动能 mvn. 2 1 2 比较 mvn与 mghn 是否相等． 2
2013届高考物理一轮复习课件第五章第3课时机械能守恒定律
本 课 栏 目 开 关
课堂探究·突破考点
第3课时
本 课 栏 目 开 关
2．判断方法 (1)当研究对象(除地球外)只有一个物体时，一般根 据是否“只有重力(或弹簧弹力)做功”来判定机械 能守恒． (2)当研究对象(除地球外)由多个物体组成时，往往 根据是否“没有介质阻力和摩擦力”来判定机械能 守恒． (3)注意以下几点： ①“只有重力(或弹簧弹力)做功”不等于“只受重 力(或弹簧弹力)作用”； ②势能具有相对性，一般以解决问题简便为原则选 取零势能面； ③与绳子突然绷紧、物体间碰撞等相关的问题，除 题中说明无能量损失或弹性碰撞外，机械能一定不 守恒．
答案
D
课堂探究·突破考点
考点二 考点解读 1．守恒观点 (1)表达式：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2 或 E1＝E2. (2)意义：系统初状态的机械能等于末状态的机 械能． 机械能守恒定律的几种表达形式
第3课时
本 课 栏 目 开 关
(3)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． 2．转化观点 (1)表达式：ΔEk＝－ΔEp. (2)意义：系统(或物体)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)注意问题：A 部分机械能的增加量等于 A 末状 态的机械能减初状态的机械能， B 部分机械能的 而 减少量等于 B 初状态的机械能减末状态的机械能．
课堂探究·突破考点
典例剖析
第3课时
例 2 如图 6 所示，一轻杆可绕 O 点的水平轴无摩擦 地转动，杆两端各固定一个小球，球心到 O 轴的距 离分别为 r1 和 r2，球的质量分别为 m1 和 m2，且 m1>m2 ，r1>r2，将杆由水平位置从静止开始释放， 不考虑空气阻力， 求小球 m1 摆到最低点时的速度是 多少？
高考物理一轮复习 第五章第三节 机械能守恒定律课件 人教版
二、机械能守恒定律的几种表达形式 1．守恒观点：E1＝E2或Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2,表示系统在初状态 机械能等于其末状态的机械能．运用这种形式表达时，应选好 零势能面，且初、末状态的高度已知，系统除地球外，只有一 个物体时，用这种表达形式较方便． 2．转化观点：ΔEp＝－ΔEk，表示系统(或物体)机械能守恒时， 系统减少(或增加)的势能等于增加(或减少)的总动能．应用时， 关键在于分清重力势能的增加量和减少量，可不选参考平面而 直接计算初、末状态的势能差．这种表达方式一般用于始末状 态的高度未知，但高度变化已知的情况． 3．转移观点：ΔEA增＝ΔEB减,表示若系统由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.
要点透析•直击高考
一、机械能守恒条件的理解及守恒判断方法 1．对机械能守恒条件的理解 机械能守恒的条件是：只有重力或弹力做功．可以从以下两 个方面理解：(1)只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情 况下的各种抛体运动，物体的机械能守恒． (2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功．例如 物体沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但 曲面的支持力不做功，物体的机械能守恒． (3)受其他力，但其他力所做的总功为零．
即时应用 1 (2013·郑州测试)下列物体运动过程中满足机械 能守恒的是( ) A．跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降 B．忽略空气阻力，物体竖直上抛 C．火箭升空 D．拉着物体沿光滑斜面匀速上升 解析：选B.跳伞运动员匀速下降，除重力做功外，还有阻力做 功，A错；物体竖直上抛时，只有重力做功，机械能守恒，B 正确；火箭升空时，推力做正功，机械能增加，C不正确；拉 着物体沿光滑斜面匀速上升时，机械能增加，D不正确．
第三节 机械能守恒定律
高考物理一轮复习第5章机械能第3节机械能守恒定律课件
机械能守恒问题，不 量与 B 部分物体机 用选零势能参考平面 械能的减少量相等
【理解巩固 2】 (多选)一光滑、 绝缘的半球壳固定在绝缘水平面 上，球壳半径为 R，在球心 O 处 固定一个带正电的点电荷，一个 带负电荷的小物块(可视为质点) 静止在球壳的顶端 A.现小物块受到轻微扰动从右侧下 滑，已知物块静止在 A 点时对球壳的压力大小是物块 重力大小的 2 倍，P 点在球面上，则( )
－cos θ)＝12mv2，联立解得 v＝23 3gR，选项 C 正确， D 错误．
[答案] BC
例 2 如图，在竖直平面内有由14圆
弧 AB 和12圆弧 BC 组成的光滑固定轨 道，两者在最低点 B 平滑连接．AB
弧的半径为 R，BC 弧的半径为R2 .一
小球在 A 点正上方与 A 相距R4 处由静止开始自由下 落，经 A 点沿圆弧轨道运动．
2gh，故 C 正确；当小球 A 的机械能最小时，轻杆
AC 没有力，小球 C 竖直方向上的力平衡，所以支持 力等于重力，故 D 正确，故选 CD.
[答案] CD
机械能守恒定律在涉及弹簧
问题中的应用
例 4 (多选)如图所示，竖直墙上固 定有光滑的小滑轮 D，质量相等的物 体 A 和 B 用轻弹簧连接，物体 B 放在 地面上，用一根不可伸长的轻绳一端 与物体 A 连接，另一端跨过定滑轮与 小环 C 连接，小环 C 穿过竖直固定的 光滑均匀细杆，小环 C 位于位置 R 时， 绳与细杆的夹角为 θ，此时物体 B 与 地面刚好无压力．图中 SD 水平，位置 R 和 Q 关于 S 对称．现让小环从 R 处 由静止释放，环下落过程中绳始终处于拉直状态，且 环到达 Q 时速度最大．下列关于小环 C 下落过程中的 描述正确的是( )
【理解巩固 2】 (多选)一光滑、 绝缘的半球壳固定在绝缘水平面 上，球壳半径为 R，在球心 O 处 固定一个带正电的点电荷，一个 带负电荷的小物块(可视为质点) 静止在球壳的顶端 A.现小物块受到轻微扰动从右侧下 滑，已知物块静止在 A 点时对球壳的压力大小是物块 重力大小的 2 倍，P 点在球面上，则( )
－cos θ)＝12mv2，联立解得 v＝23 3gR，选项 C 正确， D 错误．
[答案] BC
例 2 如图，在竖直平面内有由14圆
弧 AB 和12圆弧 BC 组成的光滑固定轨 道，两者在最低点 B 平滑连接．AB
弧的半径为 R，BC 弧的半径为R2 .一
小球在 A 点正上方与 A 相距R4 处由静止开始自由下 落，经 A 点沿圆弧轨道运动．
2gh，故 C 正确；当小球 A 的机械能最小时，轻杆
AC 没有力，小球 C 竖直方向上的力平衡，所以支持 力等于重力，故 D 正确，故选 CD.
[答案] CD
机械能守恒定律在涉及弹簧
问题中的应用
例 4 (多选)如图所示，竖直墙上固 定有光滑的小滑轮 D，质量相等的物 体 A 和 B 用轻弹簧连接，物体 B 放在 地面上，用一根不可伸长的轻绳一端 与物体 A 连接，另一端跨过定滑轮与 小环 C 连接，小环 C 穿过竖直固定的 光滑均匀细杆，小环 C 位于位置 R 时， 绳与细杆的夹角为 θ，此时物体 B 与 地面刚好无压力．图中 SD 水平，位置 R 和 Q 关于 S 对称．现让小环从 R 处 由静止释放，环下落过程中绳始终处于拉直状态，且 环到达 Q 时速度最大．下列关于小环 C 下落过程中的 描述正确的是( )
高三物理第一轮复习课件：第五章第三讲机械能守恒定律
守恒；乙图过程中 A、B 两球通过杆相互影响(例如开始
时 A 球带动 B 球转动)，轻杆对 A 的弹力不沿杆的方向，
会对小球做功，所以每个小球的机械能不守恒，
但把两个小球作为一个系统时机械能守恒；丙图中绳 子绷紧的过程虽然只有弹力作为内力做功，但弹力突变有 内能转化，机械能不守恒；丁图过程中细绳也会拉动小车 运动，取地面为参考系，小球的轨迹不是圆弧，细绳会对 小球做功，小球的机械能不守恒，把小球和小车作为一个 系统，机械能才守恒．
答案：C
应用机械能守恒定律解题的一般步骤
[对点训练]
2.如图所示，由光滑细管组成的轨
道固定在竖直平面内，AB 段和 BC 段是
半径为 R 的四分之一圆弧，CD 段为平滑的弯管．一小球
从管口 D 处由静止释放，最后能够从 A 端水平抛出落到
地面上．关于管口 D 距离地面的高度必须满足的条件是
()
mv2 FN－mg＝ R ，所以在最低点时大环对小环的支持力 FN
mv2 ＝mg＋ R ＝5mg.根据牛顿第三定律知，
小环对大环的压力 F′N＝FN＝5mg，方向向下．对大 环，据平衡条件，轻杆对大环的拉力 FT＝Mg＋F′N＝Mg ＋5mg.根据牛顿第三定律，大环对轻杆拉力的大小为 FT′ ＝FT＝Mg＋5mg，故选项 C 正确，选项 A、B、D 错误．
此时机械能不守恒，故 C 错误；由机械能守恒的条 件知 D 正确．
答案：BD
考点 2 单个物体的机械能守恒
1．机械能守恒的三种表达式对比
项目 守恒角度
转化角度
转移角度
表达式
物理 意义
E1＝E2
系统初状态机 械能的总和与 末状态机械能 的总和相等
ΔEk＝－ΔEp
时 A 球带动 B 球转动)，轻杆对 A 的弹力不沿杆的方向，
会对小球做功，所以每个小球的机械能不守恒，
但把两个小球作为一个系统时机械能守恒；丙图中绳 子绷紧的过程虽然只有弹力作为内力做功，但弹力突变有 内能转化，机械能不守恒；丁图过程中细绳也会拉动小车 运动，取地面为参考系，小球的轨迹不是圆弧，细绳会对 小球做功，小球的机械能不守恒，把小球和小车作为一个 系统，机械能才守恒．
答案：C
应用机械能守恒定律解题的一般步骤
[对点训练]
2.如图所示，由光滑细管组成的轨
道固定在竖直平面内，AB 段和 BC 段是
半径为 R 的四分之一圆弧，CD 段为平滑的弯管．一小球
从管口 D 处由静止释放，最后能够从 A 端水平抛出落到
地面上．关于管口 D 距离地面的高度必须满足的条件是
()
mv2 FN－mg＝ R ，所以在最低点时大环对小环的支持力 FN
mv2 ＝mg＋ R ＝5mg.根据牛顿第三定律知，
小环对大环的压力 F′N＝FN＝5mg，方向向下．对大 环，据平衡条件，轻杆对大环的拉力 FT＝Mg＋F′N＝Mg ＋5mg.根据牛顿第三定律，大环对轻杆拉力的大小为 FT′ ＝FT＝Mg＋5mg，故选项 C 正确，选项 A、B、D 错误．
此时机械能不守恒，故 C 错误；由机械能守恒的条 件知 D 正确．
答案：BD
考点 2 单个物体的机械能守恒
1．机械能守恒的三种表达式对比
项目 守恒角度
转化角度
转移角度
表达式
物理 意义
E1＝E2
系统初状态机 械能的总和与 末状态机械能 的总和相等
ΔEk＝－ΔEp
2013年广东物理一轮【第五章第三讲机械能守恒定律及其应用】
C．B球在运动到最高点之前，单位时间内机械能的
变化量保持不变 D．B球在运动到最高点之前，单位时间内机械能的 变化量不断变化
[思路点拨]
轻杆对小球的弹力不一定沿杆，因此，
在小球转动过程中，杆的弹力对小球做功，将引起 小球机械能的变化．
[解析] 以 A、B 球组成的系统为研究对象，两球在运动过程 中，只有重力做功(轻杆对两球做功的和为零)，两球的机械能 守恒．以过 O 点的水平面为重力势能的参考平面时，系统的总 1 2 2 机械能为 E＝2× mv ＝mv .假设 A 球下降 h，则 B 球上升 h， 2 1 此时两球的速度大小是 v′，由机械能守恒定律知 mv ＝ 2
5. 如图5－3－3所示，一根长的、不可伸
长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两
端各系一小球a和b.a球质量为m，静 置于地面；b球质量为3m，用手托住， 高度为h，此时轻绳刚好拉紧．从静 止开始释放b后，a可能达到的最大高
度为
A．h C．2 h B．1.5 h D．2.5 h
(
)
图5－3－3
解析：b 在落地前，a、b 系统机械能守恒，有：3mgh＝ 1 mgh＋ (3m＋m)v2(E 减＝E 增)， v2＝gh 得 2 ①
(1)小球经过B点时的速度为多大？ (2)小球经过圆弧轨道最低处C点时对轨道的压力多大？
(3)小球从D点抛出后，受到的阻力Ff与其瞬时速度方向始
终相反，求小球从D点至S点的过程中阻力Ff所做的功．
[思路点拨]
解答本题时应注意以下三个方面：
(1)轨道ABCD光滑，只有重力对小球做功．
(2)MN左侧阻力场区域，有阻力对小球做负功． (3)B、D等高，两处小球速度大小相等．
)
图5－3－2
(广东版)高考物理总复习第五章第3课《机械能守恒定律及其应用》课件
(3)相对性：重力势能具有相对性，处于同一位置的一个物体，
但是，同一物体在两个不同位置的重力势能之差却是不变的，
2．关于机械能守恒条件的理解 (1) 只受重力作用，如在不考虑空气阻力的情况下的各种
抛体运动，物体的机械能守恒．
(2) 受其他力，但其他力不做功，只有重力或系统内的弹 力做功． (3) 系统内的弹力做功伴随着弹性势能的变化，并且系统 内弹力做功等于系统弹性势能的减少量．
A．圆环机械能守恒 B．橡皮绳的弹性势能一直增大 C．橡皮绳的弹性势能增加了mgh
D．橡皮绳再次达到原长时圆环动能最大
审题突破： (1)机械能守恒的条件是只有重力或系统内的弹 力做功． (2)圆环在运动过程中，橡皮绳的拉力是否对圆环做功？ 提示：橡皮绳的拉力对圆环做功．
(3)圆环的动能最大时，所受到的合力有何特点？
提示：动能最大时合力为零． 解析：开始时由于橡皮绳处于原长h，所以圆环开始时做 匀加速运动．当橡皮绳再次被拉长至h时，此后将会对圆环产
生一个阻碍圆环下滑的拉力，此时圆环克服拉力做功，机械
能不守恒，故A项错误。整个过程中橡皮绳的弹性势能先不变 后增大，故B项错误．当拉力达到某一值时，才会使圆环的加
速度为零，速度达到最大值，故D项错误．圆环和橡皮绳组成
板，用与木板平行的力将铁块沿木板缓慢推到 C；②先用水平
力从A将其沿地面缓慢推到 B，再从B缓慢搬到C，如图所示， 下面说法中正确的是( )
A．第①种情况要克服重力做的功较多
B．第②种情况要克服重力做的功较多 C．两种情况克服重力做的功一样多 D．小铁块增加的重力势能一样多 审题突破 ：本题考查重力做功和重力势能变化量的关
第二单元
能量守恒定律
第3课
机械能守恒定律及其应用
2013届高考一轮物理复习课件(人教版)：第五章第3节-机械能守恒定律-(PPTminimizer)
第五章 第3节
高考调研
高三物理（新课标版）
(2) 机 械 能 守 恒 的 条 件 ： 只 有 ○31 ________ 或 ○32
________做功． (3)守恒表达式 观点
表达式
守恒观点 E1＝E2，Ek1＋Ep1＝○33 ________
转化观点 ΔEk＝○34 ________
转移观点 ΔEA＝○35 ________
第五章 第3节
高考调研
高三物理（新课标版）
①始、末位置的高度差 ②物体的运动路径 ③重 力 ④所处高度 ⑤mgh ⑥标量 ⑦参考平面 ⑧物 体 ⑨地球 ⑩参考平面 ⑪绝对 ⑫无关 ⑬减少 ⑭增加 ⑮减少 ⑯增加 ⑰－ΔEp ⑱弹性形变
第五章 第3节
高考调研
高三物理（新课标版）
⑲越大 ⑳越大 ○21 减少 ○22 增加 ○23 正功 ○24 减少 ○25 负功 ○26 增加 ○27 动能 ○28 势能 ○29 重力或弹力 ○30 动能和势能 ○31 重力 ○32 弹力 ○33 Ek2＋Ep2 ○34 － ΔEp ○35 － ΔEB ○36 不 ○37 其 他 力 做 的 功 ○38 增 加 ○39 减少 ○40 W 其他
第五章 第3节
高考调研
高三物理（新课标版）
四、机械能及机械能守恒定律
1. ○27 ________和○28 ________的总和称为机械能，机
械能包括动能、重力势能、弹性势能． 2．机械能守恒定律
(1)内容：在只有○29 ________做功的物体系统内，○30
________可以互相转化，而总的机械能保持不变．
第五章 第3节
高考调研
高三物理（新课标版）
2．守恒的研究对象必须是一个系统．通常包括
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(1)长直杆的下端运动到木块的最 低点时，长直杆竖直方向的速度 和B、C水平方向的速度； (2)运动过程中，长直杆的下端能 上升到的最大高度距离木块底部 的高度．
图535
【解析】 杆只能沿竖直方向运动，杆下降过程， 其重力势能转化为A、B和C的动能，杆下降到最低 位置时速度为零，而B和C达到了最大速度、此后B、 C分离，B减速，C匀速，B的动能又转化为杆的重 力势能．
由①②两式解得：vA 1.66m / s、vB 1.11m / s
1.(单选)游乐场中的一种滑梯如图538所示．小朋友从 轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距 离后停下来，则( )D A．下滑过程中支持力对小朋友做功 B．下滑过程中小朋友的重力势能增加 C．整个运动过程中小朋友的机械能守恒 D．在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功
1 长直杆的下端运动到木块的最低点时，长
直杆在竖直方向的速度为0.
由机械能守恒定律mgR 1g3mv2 2
所以vB vC v
2Rg高点时，长直
杆在竖直方向速度为0，木块在水平方向的速度为0.
1 2mv2 mgh，h 2 R
2
3
2
由以上两式得h 2 H. 5
方法2：由公式Ek Ep，有：2mg H h
1 m 2m v2，
2 又A离地面高度为h时，它的动能和势能相等：
1 2m v2 2m gh，
2 由以上两式得h 2 H. 5
【纠错心得】 机械能守恒定律有三种表达式，
(1)E1=E2，系统原来的机械能等于系统后来的机械能； (2)ΔEk=ΔEp，系统变化的动能大小等于系统变化的势 能大小；(3)ΔEA=ΔEB，系统内A物体增加的机械能等 于B物体减少的机械能．第一种表达式是从“守恒” 的角度反映机械能守恒，解题时必须选取零势面，而
题型二 机械能守恒定律与连接体的关系
【例5】如图536所示，一很长的、不可伸长的柔软轻
绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b.a球质量
为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为
h，此时轻绳刚好拉紧．从静止开始释放b后，a可能
达到的最大高度为( )
A．h
B．1.5h
C．2h
D．2.5h
图536
第3节
机械能守恒定律
重力做功与重力势能的变化 【例1】均匀铁链全长为L，其中5/8平放在光滑水平桌 面上．其余3/8悬垂于桌边，如图531所示，如果由图 示位置无初速释放铁链，则铁链释放前吊在桌边和平 放在桌面上重力势能分别是多少？刚挂直时重力势能 又是多少？
图531
【解析】选取铁链挂直时的下端点为重力势能的零势面．
图538
【解析】 在滑动的过程中，人受三个力，重力做正功， 重力势能减少，B错；支持力不做功，摩擦力做负功， 所以机械能不守恒，A、C皆错，D正确．
2.(双选)(2009g山东卷)如图5 3 9所示为某探究活动 小组设计的节能运输系统．斜面轨道倾角为30，质
量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为 3 .木箱在轨道 6
【切入点】此题分两个过程：第一个过程为b落地前， 此过程中对a、b单个物体机械能并不守恒，但对a、b 组成的系统机械能守恒；第二个过程为b落地后a竖直 上升的过程，a(包括地球)的机械能守恒．
【解析】在b落地前，a、b组成的系统机械能守恒，且 a、b两物体速度大小相等，根据机械能守恒定律可知：
3mgh mgh 1 m 3m v2，得：v gh.
【解析】1 要使小球能运动到C处，从C处出来，必
须满足：mg N m vC2
①
R
当N mg时，vC 0，此时根据机械能守恒定律
有：1 2
mv02
2mgR，v0
2
gR
②
当v0 2 gR时小球一定能从C点射出．
2 以B点为重力势能零点，则小球到达C处时
的重力势能为2mgR
机械能守恒定律的理解
【例2】(双选)如图532所示，斜面置于光滑水平地面 上，其光滑斜面上有一物体由静止开始沿斜面下滑， 物体在下滑过程中下列说法正确的是( ) A．物体的重力势能减少，动能增加 B．斜面的机械能不变 C．斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做 功 D．物体和斜面组成的系统机械能守恒
初始状态：平放在桌面上的部分铁链具有的重力势能
5 Ep1 8 mgL 悬吊在桌边部分重力势能为
Ep2
3 mg(L 8
13 28
L)
3 8
mg g13 16
L
39 128
mgL
当整条铁链刚挂直时重力势能为：Ep
1 2
mgL
【点评】 重力做功只与初、末位置的高度差有关，与 路径及参考面的选择无关，重力做功是过程量；重力 势能与参考面的选取有关，同一位置的物体，选择不 同的参考平面会有不同的重力势能值，重力势能是状 态量．重力做功过程是重力势能的改变过程，重力做 正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加， 且重力做了多少功，重力势能就减少多少，即 WG=Ep1-Ep2；重力势能减少量ΔEp=Ep1-Ep2是绝对的， 与参考平面的选择无关．
后两种表达式都是从“转化”的角度来反映机械能守
恒，不必选取零势面．因此，当零势面难以选取时，
应选后两种表达式列方程．
题型一 机械能守恒定律的应用 【例4】如图534所示，光滑轨道AB部分平直，BC部 分是处于竖直平面内半径为R的半圆，圆管截面半径 r≪R.有一质量为m、半径比r略小的光滑小球以水平初 速度v0射入圆管，问： (1)要小球能从C端出来，初速度v0需多大？ (2)在小球从C端出来的瞬间，对管壁压力有哪几种典 型情况，初速度v0各应满足什么条件？ (3)要让小球在C处时能对下管壁有 压力，初速度v0应满足什么条件？图534
跟踪训练1 如图535所示，B的质量为2m、半径为R的 光滑木块，放在光滑水平桌面上．A是质量为m的细长 杆，光滑套管D被固定在竖直方向，A可以自由上下运 动，物块C的质量为m，紧靠木块B放置．初始时，A 杆被握住，使其下端正好与木块的半球面上边缘接 触．然后从静止开始释放A，A、B、C便开始运 动．求：
2 b球落地时，a球高度为h，之后a球向上做竖直上
抛运动，上升过程中机械能守恒，由 1 mv2 mgh， 2
得：h v2 h ，所以a可能达到的最大高度为1.5h， 2g 2
B项正确．
【答案】 B 【思维拓展】(1)当系统内有两个或两个以上的物体时， 由于确定两物体在两个状态下的重力势能大小比较麻
图532
【解析】 物体下滑过程中，由于物体与斜面相互间有 垂直于斜面的作用力，使斜面加速运动，斜面的动能 增加；物体克服其相互作用力做功，物体的机械能减 少，但动能增加；重力势能减少，斜面的机械能增加， 故A对，B错．
物体沿斜面下滑时既沿斜面向下运动，又随斜面 向右运动，其合速度方向与斜面方向不垂直，弹力方 向垂直于斜面但与速度方向之间的夹角大于90°，所 以斜面对物体的作用力做负功，则C错；对斜面和物 体组成的系统只有重力在做功，故系统机械能守 恒．则D正确．
【正解】方法1：设物体B、A物体的质量分别为m、2m， 桌面离地面的高度为H0，A离地面高度为h时，它的动 能和势能相等．
由机械能守恒有：mgH 0
2mgH
mgH 0
1 2
mv2
2mgh 1 2m v2，
2
又A离地面高度为h时，它的动能和势能相等：
1 2m v2 2m gh，
从B到C列机械能守恒
1 2
mv02
2mgR
1 2
mvC2
③
小球在C点受重力mg和细管竖直方向的作用力N
根据牛顿第二定律，得mg N mvC2
④
R
由③④式解得N mv02 5mg
⑤
R
讨论⑤式，即得解答：①当N 0时，v0 5gR. ②当N＞0时(即方向向下，小球受上管壁向下的
【答案】 AD 【点评】 判断机械能守恒时，对单个物体就看是否有 重力做功，并非只受重力，而是虽受其他力，但其他 力不做功或做功代数和为零，机械能也守恒．对由两 个或两个以上的物体组成的系统，在判断其机械能是 否守恒时，就看是否只有重力或系统内弹力做功，若 有其他外力或内力做功(如内部有摩擦等)，则系统机 械能不守恒．
端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然 后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，当轻弹簧被压缩 至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱 恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程．下列选项
正确的是
A．m=M
图539
B．m=2M
C．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的
加速度
D．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少
图5310
的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能
答案：BC
【解析】受力分析可知，下滑时加速度为g gcos， 上滑时加速度为g gcos，所以C正确．设下滑的距
离为l，根据能量守恒有 m M glcos Mglcos
mglsin，得m 2M .也可以根据除了重力、弹性力
图537
【解析】A、B组成的系统，只发生了动能和势能的转 化，没有转化为其他形式的能，所以机械能守恒．
A、B球在同一杆上具有相同的角速度，故vA∶vB
RA∶RB 3∶2，
①
A、B组成一个系统，系统重力势能的减少量等于
动能的增加量即有：
mgRA
mgRB
1 2
mA2
1 2
mvB2，
②
图533
【错解】物体A的重力做正功，势能转化为动能，
设物体A的质量为m，由机械能守恒可得mg H h