(江苏专用)2020版高考物理大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

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(江苏专用)2020版高考物理大一轮复习第五章机械能及其守恒定律实验五验证机械能守恒定律课件

(2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到 50 Hz 的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示．纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中 O 点为纸带上打出的第一个点．重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________．
A．OA、AD 和 EG 的长度 C．BD、CF 和 EG 的长度
B．OC、BC 和 CD 的长度 D．AC、BD 和 EG 的长度
[解析] (1)选用质量和密度较大的金属锤、限位孔对正都可以降低摩擦阻力对实验结果造成的误差，所以 A、B 正确；动能与重力势能表达式中都含有质量 m，可以约去，故不需要测量出质量 m 的具体数值，C 错误；重物下落之前应该用手拉住纸带上端而不是用手托住重物，D 错误．
对实验原理和操作的考查【典题例析】 (2017·高考天津卷 )如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律．
(1) 对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是 ________． A．重物选用质量和密度较大的金属锤 B．两限位孔在同一竖直面内上下对正 C．精确测量出重物的质量 D．用手托稳重物，接通电源后，撤手释放重物
1.在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，电源的频率为 50 Hz，依次打出的点为 0，1，2， 3，4…n.则：
(1)如用第 2 点到第 6 点之间的纸带来验证，必须直接测量的物理量为 ____________________ 、 __________________ 、 ____________________ ，必须计算出的物理量为 ____________________、____________________，验证的表达式为____________________________．

高考物理大一轮总复习课件(江苏专版) 5.2 机械能及其守恒定律

考点一机械能守恒的判断
[例1]如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )
除G做功外，弹簧弹力对其做负功
若把A和弹簧作为一个系统呢？ FN
A ．甲图中，物体 A 将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒 B．乙图中，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
x
若斜面固定呢？
只有重力或弹力做功其它力不做功.
考点一机械能守恒的判断
3．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．
E
考点二机械能守恒定律的应用
[递进题组]
初状态：受力如图 mAg＝mBgsin θ 落地时：
mAg mBg FT
3 ．如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块 A 、 B 用轻绳连接并跨过滑轮 ( 不计滑轮的质量和摩擦 ) ．初始时刻， A 、 B 处于同一高度并恰好处于静止状态．剪断轻绳后 A 下落， B 沿斜面下滑，则从剪断轻绳到两物块着地，两物块( ) A．速率的变化量不同 B．机械能的变化量不同 C．重力势能的变化量相同 D．重力做功的平均功率相同
h F
EP
WF<0 v EP弹

江苏专用2020版高考物理大一轮复习第五章机械能及其守恒定律章末过关检测

第五章机械能及其守恒定律章末过关检测(五)(时间：45分钟分值：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确) 1．有一固定轨道ABCD如图所示，AB段为四分之一光滑圆弧轨道，其半径为R，BC段是水平光滑轨道，CD段是光滑斜面轨道，BC和斜面CD间用一小段光滑圆弧连接．有编号为1、2、3、4完全相同的4个小球(小球不能视为质点，其半径r<R)，紧挨在一起从圆弧轨道上某处由静止释放，经平面BC到斜面CD上，忽略一切阻力，则下列说法正确的是( )A．四个小球在整个运动过程中始终不分离B．在圆弧轨道上运动时，2号球对3号球不做功C．在CD斜面轨道上运动时，2号球对3号球做正功D．在CD斜面轨道上运动时，2号球对3号球做负功解析：选A.圆弧轨道越低的位置切线的倾角越小，加速度越小，故相邻小球之间有挤压力，小球在水平面上速度相同，无挤压不分离，在斜面上加速度相同，无挤压也不分离，故B、C、D错误，A正确．2．如图甲所示的一次训练中，运动员腰部系着不可伸长的绳拖着质量m＝11 kg的轮胎从静止开始沿着平直的跑道加速奔跑，绳与水平跑道的夹角是37°，5 s后拖绳从轮胎上脱落，轮胎运动的v－t图象如图乙所示，不计空气阻力，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g＝10 m/s2，则下列说法正确的是( )A．轮胎与地面间的动摩擦因数μ＝0.2B．拉力F的大小为55 NC．在0～5 s内，轮胎克服摩擦力做功为850 JD．拖绳对轮胎做的功为1 750 J解析：选C.拖绳从轮胎上脱落后，轮胎的受力分析如图a所示，由v－t图象可得5～7 s内的加速度为a2＝－5 m/s2，根据牛顿运动定律有N2－mg＝0，－f2＝ma2，又因为f2＝μN2，代入数据可解得μ＝0.5，选项A错误；拖绳拉动轮胎的过程中，轮胎的受力分析如图b所示，由牛顿运动定律可得F cos 37°－f1＝ma1，mg－F sin 37°－N1＝0，又因为f1＝μN1，由v－t图象可知此过程中的加速度为a1＝2 m/s2，联立以上各式可解得F＝70 N，选项B错误；由F cos 37°－f1＝ma1可解得f1＝34 N，由图象可知轮胎在0～5 s 内的位移为x1＝25 m，故在此过程中克服摩擦力所做的功为W＝f1x1＝850 J，选项C正确；由W F＝Fx1cos37°可得拖绳对轮胎所做的功为W F ＝1 400 J ，选项D 错误．3．如图所示，在高1.5 m 的光滑平台上有一个质量为2 kg 的小球被一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧．当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时的速度方向与水平方向夹角为60°，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g ＝10 m/s 2)( )A ．10 JB ．15 JC ．20 JD ．25 J解析：选A.由h ＝12gt 2，tan 60°＝vy v0＝gtv0，可得v 0＝10 m/s ，由小球被弹射过程中小球和弹簧组成的系统机械能守恒得，E p ＝12mv 20＝10 J ，A 正确．4．(2019·吉大附中模拟)如图所示为游乐场中过山车的一段轨道，P 点是这段轨道的最高点，A 、B 、C 三处是过山车的车头、中点和车尾，假设这段轨道是圆轨道，各节车厢的质量相等，过山车在运行过程中不受牵引力，所受阻力可忽略．那么过山车在通过P 点的过程中，下列说法正确的是( )A ．车头A 通过P 点时的速度最小B ．车的中点B 通过P 点时的速度最小C ．车尾C 通过P 点时的速度最小D ．A 、B 、C 通过P 点时的速度一样大解析：选B.过山车在运动过程中，受到重力和轨道支持力作用，只有重力做功，机械能守恒，动能和重力势能相互转化，则当重力势能最大时，过山车的动能最小，即速度最小，根据题意可知，车的中点B通过P 点时，重心的位置最高，重力势能最大，则动能最小，速度最小．5．(2019·湖北襄阳调研)如图所示，质量为m 的滑块从斜面底端以平行于斜面的初速度v 0冲上固定斜面，沿斜面上升的最大高度为h .已知斜面倾角为α，斜面与滑块间的动摩擦因数为 μ，且μ<tan α，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取斜面底端为零势能面，则能表示滑块在斜面上运动的机械能E 、动能E k 、势能E p 与上升高度h 之间关系的图象是( )解析：选D.势能先随高度增加而变大，后随高度减小而变小，上行与下行图线重合为一条第一象限内过原点的倾斜线段，A 选项错误；机械能变化参考摩擦力做功，上行和下行过程中摩擦力随高度变化均匀做功，机械能随高度变化均匀减小，B 选项错误；动能变化参考合外力做功，上行过程的合外力大于下行过程的合外力，且合外力在运动过程中大小恒定，随高度变化均匀做功，D 选项正确、C 选项错误．6.(2019·湖北孝感高级中学高三调考)如图所示，固定在地面上的半圆轨道直径ab 水平，质点P 与半圆轨道的动摩擦因数处处一样，当质点P 从a 点正上方高H 处自由下落，经过轨道后从b 点冲出竖直上抛，上升的最大高度为H2，空气阻力不计．当质点下落再经过轨道a 点冲出时，能上升的最大高度h 为( )A ．不能从a 点冲出半圆轨道B ．能从a 点冲出半圆轨道，但h <H 2C ．能从a 点冲出半圆轨道，但h >H 2D ．无法确定能否从a 点冲出半圆轨道解析：选B.质点第一次在半圆轨道中运动的过程，由动能定理得：mg ⎝⎛⎭⎪⎫H －H 2＋(－W f )＝0－0，W f 为质点克服摩擦力做功大小，解得：W f ＝12mgH ，即质点第一次在半圆轨道中运动损失的机械能为12mgH ，由于第二次质点在半圆轨道中运动时，对应位置处速度变小，因此半圆轨道给质点的弹力变小，摩擦因数不变，所以摩擦力变小，摩擦力做功小于12mgH ，机械能损失小于12mgH ，因此质点再次冲出a 点时，能上升的高度大于零而小于12H ，故A 、C 、D 错误，B 正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7.滑沙是国内新兴的，也是黄金海岸独有的旅游项目，深受游客欢迎．如图所示，某人坐在滑沙板上从沙坡斜面的顶端由静止沿直线下滑到斜面底端时，速度为v ，设人下滑时所受阻力恒定不变，沙坡长度为L ，斜面倾角为θ，人的质量为m ，滑沙板质量不计，重力加速度为g .则( )A ．人沿沙坡斜面的顶端下滑到底端所受阻力做的功为mgL sin θ－12mv2B ．人沿沙坡下滑时所受阻力的大小为mg sin θ－mv22LC ．人沿沙坡斜面的顶端下滑到底端重力做的功为mgL sin θD ．人在下滑过程中重力功率的最大值为mgv sin θ解析：选BCD.某人坐在滑沙板上从沙坡斜面的顶端由静止沿直线下滑到斜面底端时，由动能定理可得：mgL sin θ＋W f ＝12mv 2，则W f ＝12mv 2－mgL sin θ，故选项A 错误；W f ＝－fL ＝12mv 2－mgL sin θ，解得：f ＝mg sinθ－mv22L，故选项B 正确；人从沙坡斜面的顶端下滑到底端，重力做的功为mgL sin θ，故选项C 正确；人在下滑过程中重力功率的最大值为mgv sin θ，故选项D 正确．8．如图所示，质量为M 、长度为L 的小车静止在光滑的水平面上，质量为m 的小物块，放在小车的最左端，现用一水平向右的恒力F 始终作用在小物块上，小物块与小车之间的滑动摩擦力为f ，经过一段时间后小车运动的位移为x ，此时小物块刚好滑到小车的最右端，则下列说法中正确的是( )A ．此时物块的动能为F (x ＋L )B ．此时小车的动能为F (x ＋L )C ．这一过程中，物块和小车增加的机械能为F (x ＋L )－fLD ．这一过程中，物块和小车因摩擦而产生的热量为fL解析：选CD.对小物块分析，水平方向受到拉力F 和摩擦力f ，小车位移为x ，小物块相对于小车位移为L ，则根据动能定理有(F －f )·(x ＋L )＝E k －0，选项A 错误；小车受到水平向右的摩擦力f 作用，对地位移为x ，根据动能定理同样有fx ＝E ′k －0，选项B 错误；在这一过程，物块和小车增加的机械能等于增加的动能，即E k ＋E ′k ＝F (x ＋L )－fL ，选项C 正确；在此过程中外力做功为F (x ＋L )，所以系统因摩擦而产生的热量为F (x ＋L )－[F (x ＋L )－fL ]＝fL ，选项D 正确．9.如图所示，由电动机带动的水平传送带以速度v ＝2.0 m/s 顺时针匀速运行，A 端上方靠近传送带的料斗中装有煤，打开阀门，煤以流量Q ＝50 kg/s 落到传送带上，煤与传送带达共同速度后被运至B 端，在运送煤的过程中，下列说法正确的是( )A ．电动机应增加的功率为100 WB ．电动机应增加的功率为200 WC ．在1 min 内因煤与传送带摩擦产生的热量为6.0×103JD ．在1 min 内因煤与传送带摩擦产生的热量为1.2×104J解析：选BC.煤经时间t 加速到v ，由动能定理有μmg ·v 2t ＝12mv 2，t 时间内由摩擦产生的热量Q 内＝μmg ·s 相对＝μmg ⎝⎛⎭⎪⎫vt －12vt ＝12mv 2，这段时间内电动机多消耗的能量E ＝12mv 2＋Q 内＝mv 2，电动机应增加的功率P ＝E t ＝mv2t ＝Qv 2＝200 W ，在1 min 内因煤与传送带摩擦产生的热量为Q 内＝12mv 2＝12Qtv 2＝6.0×103J ，选项B 、C 正确．10．(2019·徐州适应性测试)如图所示，左侧为一个固定在水平桌面上的半径为R 的半球形碗，碗口直径AB 水平，O 点为球心，碗的内表面及碗口光滑．右侧是一个足够长的固定光滑斜面．一根不可伸长的轻质细绳跨过碗口及竖直固定的轻质光滑定滑轮，细绳两端分别系有可视为质点的小球和物块，且小球质量m 1大于物块质量m 2.开始时小球恰在A 点，物块在斜面上且距离斜面顶端足够远，此时滑轮右侧的细绳与斜面平行且恰好伸直，C 点在球心O 的正下方．当小球由静止释放开始运动，则下列说法中正确的是( )A ．在小球从A 点运动到C 点的过程中，小球与物块组成的系统机械能守恒B ．当小球运动到C 点时，小球的速率是物块速率的22C ．小球不可能沿碗面上升到B 点D ．物块沿斜面上滑的过程中，地面对斜面的支持力始终保持恒定解析：选ACD.本题易错之处是误认为小球与物块的速度大小相等，无法判断地面对斜面的支持力与什么因素有关．在小球从A 点运动到C 点的过程中，小球与物块组成的系统只发生着动能和重力势能的转化，小球与物块组成的系统机械能守恒，选项A 正确；当小球运动到C 点时，设小球的速率为v 1，物块的速率为v 2，分析可知有v 2＝v 1cos 45°＝22v 1，即物块的速率是小球速率的22，选项B 错误；假设小球恰能上升到B 点，则滑轮左侧的细绳将加长，物块一定是上升的，物块的机械能一定增加，小球的机械能不变，导致系统机械能增加，违背了机械能守恒定律，即小球不可能沿碗面上升到B 点，选项C 正确；物块沿斜面上滑过程中，由于滑轮右侧细绳始终与斜面平行，所以物块对斜面的压力始终不变，地面对斜面的支持力始终保持恒定，选项D 正确．三、非选择题(本题共2小题，共40分．按题目要求作答，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11．(20分)如图是阿毛同学的漫画中出现的装置，描述了一个“吃货”用来做“糖炒栗子”的“萌”事儿：将板栗在地面小平台上以一定的初速度经两个四分之一圆弧衔接而成的轨道，从最高点P 飞出进入炒锅内，利用来回运动使其均匀受热．我们用质量为m 的小滑块代替栗子，借用这套装置来研究一些物理问题．设大小两个四分之一圆弧半径分别为2R 、R ，小平台和圆弧均光滑．将过锅底的纵截面看做是由两个斜面AB 、CD 和一段光滑圆弧组成．斜面与小滑块间的动摩擦因数均为0.25，而且不随温度变化．两斜面倾角均为θ＝37°，AB ＝CD ＝2R ，A 、D 等高，D 端固定一小挡板，小滑块碰撞它不损失机械能．滑块的运动始终在包括锅底最低点的竖直平面内，重力加速度为g .(1)如果滑块恰好能经P 点飞出，为了使滑块恰好沿AB 斜面进入锅内，应调节锅底支架高度使斜面的A 、D 点离地高为多少？(2)接(1)问，求滑块在锅内斜面上运动的总路程；(3)对滑块的不同初速度，求其通过最高点P 和小圆弧最低点Q 时受压力之差的最小值．解析：(1)设滑块恰好经P 点飞出时速度为v P ，由牛顿第二定律有mg ＝mv2P2R，得v P ＝2gR得v P ＝2gR到达A 点时速度方向要沿着斜面AB ，则v y ＝v P tan θ＝342gR所以A 、D 点离地高度为h ＝3R －v2y 2g ＝3916R .(2)进入A 点时滑块的速度为v ＝vP cos θ＝542gR(2)进入A 点时滑块的速度为v ＝vP cos θ＝542gR假设经过一个来回能够回到A 点，设回来时动能为E k ，则E k ＝12mv 2－4μmg cos θ·2R <0，所以滑块不会滑到A 点而飞出．因mg sin θ>μmg cos θ，则根据动能定理得mg ·2R sin θ－μmg cos θ·s ＝0－12mv 2得滑块在锅内斜面上运动的总路程s ＝221R16.(3)设滑块的初速度和经过最高点时的速度分别为v 1、v 2由牛顿第二定律，在Q 点F 1－mg ＝mv21R 在P 点F 2＋mg ＝mv222R 所以F 1－F 2＝2mg ＋m （2v21－v 2）2R由机械能守恒有12mv 21＝12mv 2＋mg ·3R 得v 21－v 2＝6gR 为定值在P 点F 2＋mg ＝mv222R 所以F 1－F 2＝2mg ＋m （2v21－v 2）2R 由机械能守恒有12mv 21＝12mv 2＋mg ·3R 得v 21－v 2＝6gR 为定值所以F 1－F 2＝2mg ＋m （2v21－v 2）2R 由机械能守恒有12mv 21＝12mv 2＋mg ·3R 得v 21－v 2＝6gR 为定值由机械能守恒有12mv 21＝12mv 2＋mg ·3R得v 21－v 2＝6gR 为定值代入v 2的最小值(v 2＝v P ＝2gR )得压力差的最小值为9mg .答案：(1)3916R (2)221R16(3)9mg12．(20分)如图所示，质量为m ＝1 kg 的滑块，在水平力F 作用下静止在倾角为θ＝30°的光滑斜面上，斜面的末端处与水平传送带相接(滑块经过此位置滑上传送带时无能量损失)，传送带的运行速度为v 0＝3 m/s ，长为L ＝1.4 m ，今将水平力撤去，当滑块滑到传送带右端C 时，恰好与传送带速度相同．滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.25，g ＝10 m/s 2.(1)求水平作用力F 的大小；(2)求滑块下滑的高度；(3)若滑块滑上传送带时速度大于3 m/s ，求滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量．解析：(1)滑块静止在斜面上时，受到水平推力F 、重力mg 和支持力F N 而处于平衡状态，由平衡条件可知，水平推力F ＝mg tan θ，代入数据得F ＝1033N.(2)设滑块从高为h 处下滑，到达斜面底端速度为v ，下滑过程机械能守恒，故有mgh ＝12mv 2，所以v ＝2gh .若滑块滑上传送带时的速度小于传送带速度，则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动；根据动能定理有 μmgL ＝12mv 20－12mv 2，所以h 1＝v202g－μL ，代入数据得h 1＝0.1 m.若滑块冲上传送带时的速度大于传送带的速度，则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动；根据动能定理有若滑块冲上传送带时的速度大于传送带的速度，则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动；根据动能定理有－μmgL ＝12mv 20－12mv 2，则h 2＝v202g＋μL ，代入数据得h 2＝0.8 m.(3)设滑块在传送带上运动的时间为t ，则t 时间内传送带的位移x ＝v 0t ，(3)设滑块在传送带上运动的时间为t ，则t 时间内传送带的位移x ＝v 0t ，由机械能守恒可知mgh 2＝12mv 2，对滑块由运动学公式知v 0＝v －at ，a ＝μg 滑块相对传送带滑动的位移Δx ＝L －x ，相对滑动产生的热量Q ＝μmg Δx ，联立代入数据可得Q ＝0.5 J.答案：(1)1033N (2)0.1 m 或0.8 m (3)0.5 J。

2020年高考物理一轮复习专题5.3 机械能守恒定律(精讲)(解析版)

专题5.3 机械能守恒定律1．掌握重力势能、弹性势能的概念，并能计算。

2．掌握机械能守恒的条件，会判断物体的机械能是否守恒。

3．掌握机械能守恒定律的三种表达形式，理解其物理意义，并能熟练应用。

知识点一重力做功与重力势能1．重力做功的特点(1)重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关。

(2)重力做功不引起物体机械能的变化。

2．重力势能(1)公式：E p＝mgh。

(2)特性：①标矢性：重力势能是标量，但有正、负，其意义是表示物体的重力势能比它在参考平面上大还是小，这与功的正、负的物理意义不同。

②系统性：重力势能是物体和地球所组成的“系统”共有的。

③相对性：重力势能的大小与参考平面的选取有关。

重力势能的变化是绝对的，与参考平面的选取无关。

3．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，重力势能就减少；重力对物体做负功，重力势能就增加。

(2)定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量。

即W G＝E p1－E p2＝－ΔE p。

知识点二弹性势能1．定义：物体由于发生弹性形变而具有的能．2．弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增加，即W ＝－ΔE P.知识点三机械能守恒定律及其应用1．机械能：动能和势能统称为机械能，其中势能包括重力势能和弹性势能.2．机械能守恒定律(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.(2)守恒条件：只有重力或系统内弹力做功．(3)常用的三种表达式：①守恒式：E1＝E2或E k1＋E P1＝E k2＋E P2.(E1、E2分别表示系统初末状态时的总机械能)②转化式：ΔE k＝－ΔE P或ΔE k增＝ΔE P减.(表示系统势能的减少量等于动能的增加量)③转移式：ΔE A＝－ΔE B或ΔE A增＝ΔE B减.(表示系统只有A、B两物体时，A增加的机械能等于B减少的机械能)考点一机械能守恒的理解与判断【典例1】（2019·浙江选考）奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示，下列说法不正确的是（）A．加速助跑过程中，运动员的动能增加B．起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加C．起跳上升过程中，运动员的重力势能增加D．越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少动能增加【答案】B【解析】加速助跑过程中速度增大，动能增加，A正确；撑杆从开始形变到撑杆恢复形变时，先是运动员部分动能转化为杆的弹性势能，后弹性势能转化为运动员的动能与重力势能，杆的弹性势能不是一直增加，B错误；起跳上升过程中，运动员的高度在不断增大，所以运动员的重力势能增加，C正确；当运动员越过横杆下落的过程中，他的高度降低、速度增大，重力势能被转化为动能，即重力势能减少，动能增加，D正确。

2020届高考物理一轮复习：第五章机械能及其守恒定律第3讲机械能守恒定律及其应用(含解析)

板块三限时规范特训时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。

其中1～6为单选，7～10为多选)1．关于弹性势能，下列说法中正确的是()A．当弹簧变长时弹性势能一定增大B．当弹簧变短时弹性势能一定减小C．在拉伸长度相同时，k越大的弹簧的弹性势能越大D．弹簧在拉伸时弹性势能一定大于压缩时的弹性势能答案 C解析当弹簧处于压缩状态时，弹簧变长时弹力做正功，弹性势能减小。

弹簧变短时，弹力做负功，弹性势能增加，故A、B错误。

当拉伸长度相同时，k越大的弹簧的弹性势能越大，故C正确。

当k 相同时，伸长量与压缩量相同的弹簧，弹性势能也相同，故D错误。

2．如图所示，光滑细杆AB、AC在A点连接，AB竖直放置，AC水平放置，两个相同的中心有小孔的小球M、N，分别套在AB 和AC上，并用一细绳相连，细绳恰好被拉直，现由静止释放M、N，在运动过程中，下列说法中正确的是()A．M球的机械能守恒B．M球的机械能增大C．M和N组成的系统机械能守恒D．绳的拉力对N做负功答案 C解析细杆光滑，故M、N组成的系统机械能守恒，N的机械能增加，绳的拉力对N做正功、对M做负功，M的机械能减少，故C正确，A、B、D错误。

3. [2017·福建福州模拟]如图所示，竖立在水平面上的轻弹簧，下端固定，将一个金属球放在弹簧顶端(球与弹簧不连接)，用力向下压球，使弹簧被压缩，并用细线把小球和地面拴牢如图甲所示。

烧断细线后，发现球被弹起且脱离弹簧后还能继续向上运动如图乙所示。

那么该球从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中，(不计空气阻力)下列说法正确的是()A．弹簧、小球所构成的系统机械能守恒B．球刚脱离弹簧时动能最大C．球所受合力的最大值等于重力D．小球所受合外力为零时速度最小答案 A解析烧断细线后，小球受重力和弹力作用，故弹簧、小球所构成的系统机械能守恒，A正确；小球受到重力和向上的弹力两个力，弹簧的弹力先大于重力，小球加速上升，后弹力小于重力，小球减速上升，所以球的动能先增大后减小，当加速度等于零时，此时所受的合力为零，即小球受到的弹簧的弹力等于小球的重力时速度最大，动能最大，此时弹簧尚处于压缩状态，故B、D错误；小球脱离弹簧后还能继续向上运动，由简谐运动的对称性可知，小球所受合力的最大值(在最低点)大于重力，C错误。

(江苏专用)2020版高考物理大一轮复习第五章机械能及其守恒定律高考培优讲座5力学压轴题课件

【突破训练】 (2019·昆山模拟)如图所示，半径为 R＝ 1.0 m 的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点 B 和圆心 O 的连线与水平方向的夹角 θ＝37°，另一端点 C 为轨道的最低点. C 点右侧的光滑水平面上紧挨 C 点静止放置一木板，木板质量 M＝1 kg，上表面与 C 点等高．质量为
【重难解读】对于力学压轴题主要考查方向有以下几点： 1．不可或缺的受力分析和共点力平衡问题：整体法或隔离法的应用；正交分解法，矢量三角形法的应用；临界与极值问题的求解；连接体问题的分析都是潜在考点．
2．值得重视的直线运动：传送带模型和滑块—滑板模型的分析与求解；多物体多过程运动中功能关系的应用；追及、相遇问题都是重点． 3．体会曲线运动——抛体与圆周运动：结合动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律处理问题．
每年高考中都有一道力学综合计算题，通过对近几年江苏卷试题的分析研究可以看出，力学计算题从考查直线运动逐渐转为结合牛顿运动定律考查板块模型问题、功能问题．这说明凡是《考试大纲》要求的，只要适合作为计算题综合考查的，都有可能设置为计算题．因此高考复习中不要犯经验主义错误，认为最近几年没有考查就不重点复习．一轮复习时全面复习知识点，夯实基础，是取得高考胜利的关键．
由⑥⑦⑧得 R3＝0.4 m.
Ⅱ.轨道半径较大时，小球上升的最大高度为 R3，根据动能定理－μmg(L1＋2L)－mg·R3＝0－12mv20 解得 R3 ＝1.0 m 为了保证圆轨道不重叠，R3 最大值应满足(R2＋R3)2 ＝L2 ＋(R3－R2)2 解得 R3＝27.9 m.
综合Ⅰ、Ⅱ，要使小球不脱离轨道，则第三个圆轨道的半径必须满足下面的条件 0<R3≤0.4 m 或 1.0 m≤R3≤27.9 m. 当 0<R3≤0.4 m 时，小球最终停留点与起始点 A 的距离为 L′，则－μmgL′＝ 0－12mv20，L′＝36.0 m.

高考物理(江苏专用)大一轮复习讲义(课件)第五章机械能及其守恒定律第3讲

破 1.(多选)如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab 和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮 .质量分别为M、m(M>m)的滑块、通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行.两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速
题眼
运动.若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中
0
物体的机械能就多少减少 (2)其他力做多少负功，
除重力和弹簧弹力之外的其他力做的
机械能 ______
减少增加
功
物体的机械能就
多少
(3)W其他＝ΔE
增加
(1)作用于系统的一对滑机械能动摩擦力一定做负功，
Ff· x相对
深度思考一对相互作用的静摩擦力做功能改变系统的机械能吗？答案不能，因做功代数和为零.
机械能变化的关系分析.
(4)只涉及电势能的变化，用电场力做功与电势能变化的关系分析.
【例1】 (多选)(2015·江苏单科·9）如图所示，轻质弹簧一端固定，
另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧
水平且处于原长.圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，
恰好能回到A.弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g.则圆环 A.下滑过程中，加速度一直减小
) )
× (4)只有动能和重力势能的相互转化 .( ×
2. 如图所示，在竖直平面内有一半径为 R 的圆弧形轨道，半径 OA水平、 OB竖直，一个质量为 m的小球自 A的正上方 P点由静
止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点 B时恰好对轨道没有
压力.已知AP＝2R，重力加速度为g，则小球从P至B的运动过程中 A.重力做功2mgR B.机械能减少mgR

第五章第3讲机械能守恒定律-2025年高考物理一轮复习PPT课件

答案
高考一轮总复习•物理
第13页
解析：当重力和弹簧弹力大小相等时，小球速度最大，此时加速度为零，选项 A、B 错误；小球、地球、弹簧所组成的系统在此过程中只有重力和弹簧弹力做功，机械能守恒，选项 C 正确；小球的机械能指动能与重力势能之和，从 A 到 B 过程中，弹力做正功，机械能增加，脱离弹簧后，小球只受重力，机械能守恒，选项 D 正确．
转化法与其他形式能的转化，则机械能守恒
高考一轮总复习•物理
第19页
典例 1 (2024·广东广州五地六校模拟)如图所示为“反向蹦极”运动简化示意图．假设弹性轻绳的上端固定在 O 点，拉长后将下端固定在体验者身上，并通过扣环和地面固定，打开扣环，人从 A 点静止释放，沿竖直方向经 B 点上升到最高位置 C 点，在 B 点时速度最大．不计空气阻力，则下列说法正确的是( )
从 A→O：W 弹>0，Ep↓；从 O→B：W 弹<0，Ep↑
高考一轮总复习•物理
第9页
三、机械能守恒定律 1．机械能：动能和势能统称为机械能，其中势能包括弹性势能和重力势能．
2．机械能守恒定律
(1)内容：在只有重力或弹力的机械能保持不变．
做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总
A．初速度 v0 越小，ΔF 越大 B．初速度 v0 越大，ΔF 越大 C．绳长 l 越长，ΔF 越大 D．小球的质量 m 越大，ΔF 越大
高考一轮总复习•物理
第8页
2．弹力做功与弹性势能变化的关系
(1)弹力做功与弹性势能变化的关系类似于重力做功与重力势能变化的关系，用公式表
示：W＝ Ep1－Ep2
.
(2)对于弹性势能，一般物体的弹性形变量越大，弹性势能越大 .

高考物理大一轮总复习课件(江苏专版)专题3 机械能及其守恒定律

若一个物体参与了多个运动过程，而运动过程只涉及运
动和力的问题或只要求分析物体的动力学特点而不涉及
能量问题，则常常用牛顿运动定律和运动学规律求解．
考点一动力学方法的应用
[例1]如图所示，一小球从平台上水平抛出，恰好落在邻近平台的一倾角为α＝53°的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h＝0.8 m，重力加速度取g＝10 m/s2，sin 53° ＝0.8，cos 53°＝0.6，求： (1)小球水平抛出时的初速度v0； (2)斜面顶端与平台边缘的水平距离x； v0 (3)若斜面顶端高H＝20.8 m，则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端？ v
考点一动力学方法的应用
(3)若θ大小不确定，为使物块恰好越过“壕沟”，求力F的最小值(结果
可保留根号)．
Ⅰ:匀变速直线运动v＝4 m/s
考点二能量观点的应用
若一个物体参与了多个运动过程，若该过程涉及能量转化问题，并且具有功能关系的特点，则往往用动能定理、机
械能守恒定律或能量守恒定律求解．
考点二能量观点的应用
[例2]滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来．如图所示是滑板运动的轨道，BC和DE是两段光滑圆弧形轨道，BC段的圆心为O点，圆心角为60°，半径OC与水平轨道 CD垂直，水平轨道CD段粗糙且长8 m．一运动员从轨道上的A点以 3 m/s的速度水平滑出，在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧形轨道BC，经CD轨道后冲上DE轨道，到达E点时速度减为零，然后返回．已知运动员和滑板的总质量为60 kg，B、E两点与水平面CD的竖直高度分别为h和H，且h＝2 m，H＝2.8 m，g取10 m/s2.求：
(1)求小物块离开A点时的水平初速度v1的大小； (2)求小物块经过O点时对轨道的压力；

江苏专用2020版高考物理新增分大一轮复习第五章机械能第3讲机械能守恒定律讲义含解析

第3讲　机械能守恒定律一、重力做功与重力势能的关系1．重力做功的特点(1)重力做功与路径无关，只与该物体始、末位置的高度差有关．(2)重力做功不引起物体机械能的变化．2．重力势能(1)表达式：E p＝mgh.(2)重力势能的特点重力势能是物体和地球所共有的，重力势能的大小与参考平面的选取有关，但重力势能的变化与参考平面的选取无关．3．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，重力势能减小；重力对物体做负功，重力势能增大．(2)定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势能的减小量．即W G＝－(E p2－E p1)＝－ΔE p.自测1　关于重力势能，下列说法中正确的是( )A．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定B．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大C．一个物体的重力势能从－5J变化到－3J，重力势能减少了D．重力势能的减少量等于重力对物体做的功答案　D二、弹性势能1．定义：发生弹性形变的物体之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能．2．弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增加．即W＝－ΔE p.自测2　(多选)关于弹性势能，下列说法中正确的是( )A．任何发生弹性形变的物体，都具有弹性势能B．任何具有弹性势能的物体，一定发生了弹性形变C．物体只要发生形变，就一定具有弹性势能D．弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关答案　AB三、机械能守恒定律1．内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变．2．表达式：mgh 1＋mv ＝mgh 2＋mv .121212223．条件(1)系统只受重力或弹簧弹力的作用，不受其他外力．(2)系统除受重力或弹簧弹力作用外，还受其他内力和外力，但这些力对系统不做功．(3)系统内除重力或弹簧弹力做功外，还有其他内力和外力做功，但这些力做功的代数和为零．(4)系统跟外界没有发生机械能的传递，系统内、外也没有机械能与其他形式的能发生转化．自测3　(多选)如图1所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )图1A ．甲图中，物体A 将弹簧压缩的过程中，物体A 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，小球的机械能守恒答案　CD自测4　(多选)如图2所示，在地面上以速度v 0抛出质量为m 的物体，抛出后物体落到比地面低h 的海平面上．若以地面为零势能面，而且不计空气阻力，则下列说法中正确的是( )图2A ．重力对物体做的功为mghB ．物体在海平面上的重力势能为mghC ．物体在海平面上的动能为mv －mgh 1202D ．物体在海平面上的机械能为mv 1202答案　AD命题点一　机械能守恒的判断1．只有重力做功时，只发生动能和重力势能的相互转化．如自由落体运动、抛体运动等．2．只有系统内弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化．如在光滑水平面上运动的物体碰到一个弹簧，和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒．3．只有重力和系统内弹力做功，只发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化．如自由下落的物体落到竖直的弹簧上，和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒．4．除受重力(或系统内弹力)外，还受其他力，但其他力不做功，或其他力做功的代数和为零．如物体在沿斜面向下的拉力F 的作用下沿固定斜面向下运动，拉力的大小与摩擦力的大小相等，在此运动过程中，物体机械能守恒．例1　(多选)(2018·苏州市期中)下列情形中物体或系统机械能守恒的是(空气阻力均不计)( )A ．抛出的篮球在空中运动B ．物体沿粗糙斜面匀速下滑C ．细绳拴着小球在竖直平面内做圆周运动D ．系统只有重力或弹簧弹力做功的过程答案　ACD解析　空气阻力不计，故篮球在空中只受重力，机械能守恒，故A 正确；物体沿粗糙斜面匀速下滑时，摩擦阻力做负功，机械能不守恒，故B 错误；细绳拴着小球在竖直平面内做圆周运动，绳子拉力不做功，只有重力做功，机械能守恒，故C 正确；系统只有重力或弹簧弹力做功的过程，符合机械能守恒的条件，机械能一定守恒，故D 正确．变式1　一轻质弹簧，固定于天花板上的O 点处，原长为L ，如图3所示，一个质量为m 的物块从A 点竖直向上抛出，以速度v 与弹簧在B 点相接触，然后向上压缩弹簧，到C 点时物块速度为零，在此过程中无机械能损失，则下列说法正确的是( )A．由A到C的过程中，动能和重力势能之和不变B．由B到C的过程中，弹性势能和动能之和不变C．由A到C的过程中，物块m的机械能守恒D．由B到C的过程中，物块与弹簧组成的系统机械能守恒答案　D命题点二　单个物体的机械能守恒1．表达式2．一般步骤3．选用技巧在处理单个物体机械能守恒问题时通常应用守恒观点和转化观点，转化观点不用选取零势能面．例2　(2018·盐城市期中)如图4甲所示，游乐场的过山车可以底朝上在圆形轨道上运行，游客却不会掉落下来．我们把这种情景抽象为如图乙所示的模型：高h的弧形轨道下端与半径为R的竖直圆形轨道平滑相接，使质量为m的小球从弧形轨道上端由静止滚下，小球进入圆形轨道下端后沿圆形轨道运动．不计一切阻力，重力加速度为g.(1)求小球运动到圆形轨道最低点时的角速度；(2)求小球在圆形轨道上运动而不脱离时h 的取值范围．答案　(1)　(2)0＜h ≤R 或h ≥R 2gh R 52解析　(1)对小球从静止到运动至圆形轨道最低点的运动过程，由机械能守恒可得：mgh ＝mv 2，所以v ＝，则角速度ω＝＝；122gh v R 2gh R(2)小球在圆形轨道上运动而不脱离，那么，小球运动的最高点高度H ＝2R 或0＜H ≤R ；当H ＝2R 时，设在最高点的速度为v ′，则由牛顿第二定律可得：mg ≤；对小球从静止mv ′2R到运动到最高点的过程，由机械能守恒可得：mg (h －2R )＝mv ′2≥mgR ，所以h ≥R ；121252当0＜H ≤R 时，设在最高点的速度为0，对小球从静止到运动到最高点的过程，由动能定理可得：mg (h －H )＝0，所以h ＝H ，即0＜h ≤R ；故小球在圆形轨道上运动而不脱离，h 的取值范围为0＜h ≤R 或h ≥R .52变式2　(多选)(2018·无锡市期中)物体做自由落体运动，E k 代表动能，E p 代表势能，h 代表下落的距离，以水平地面为零势能面．下列所示图象中，能正确反映各物理量之间关系的是( )答案　BD解析　自由落体运动的速度v ＝gt ，则动能E k ＝mv 2＝mg 2t 2，故E k 与t 、v 均成二次函数关1212系，物体的重力势能：E p ＝E －E k ＝E －mv 2＝E －mg 2t 2，故E p 与t 、v 均成二次函数关系，开1212口的方向均向下，故A 错误，B 正确．因为在整个运动的过程中，机械能守恒，所以E k ＋E p ＝C (常量)，所以E p ＝C －E k ，E p 与E k 成一次函数关系，故C 错误，由动能定理，E k ＝mgh ，则E p ＝C －mgh ，E p 与h 成一次函数关系，D 正确．命题点三　连接体的机械能守恒1．多个物体组成的系统机械能守恒的判断一般从能量转化的角度：判断是否只有动能与重力势能(或弹性势能)之间的相互转化，有无其它形式的能量参与．或判断：有无摩擦、碰撞、绳子绷紧等现象．2．绳、杆相连物体的速度往往不同，要注意各物体间的速度关系．3．“链条”“液柱”等不能看成质点的物体，可分析重心位置的变化，也可分段处理，明确初末状态各部分的高度与速度．4．列机械能守恒方程时，一般选用ΔE k ＝－ΔE p 或ΔE A ＝－ΔE B 的形式．例3　(2018·江苏单科·14)如图5所示，钉子A 、B 相距5l ，处于同一高度．细线的一端系有质量为M 的小物块，另一端绕过A 固定于B .质量为m 的小球固定在细线上C 点，B 、C 间的线长为3l .用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC 与水平方向的夹角为53°.松手后，小球运动到与A 、B 相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g ，取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6.求：图5(1)小球受到手的拉力大小F ；(2)物块和小球的质量之比M ∶m ；(3)小球向下运动到最低点时，物块M 所受的拉力大小T .答案　(1)Mg －mg (2)6∶553(3)8mMg 5(m ＋M )(4855mg 或811Mg )解析　(1)对小球受力分析，如图所示，设小球受AC 、BC 的拉力分别为F 1、F 2在水平方向：F 1sin53°＝F 2cos53°①在竖直方向：F ＋mg ＝F 1cos53°＋F 2sin53°②且F 1＝Mg ③由①②③式解得F ＝Mg －mg ④53(2)小球运动到与A 、B 相同高度过程中由几何关系得小球上升高度h 1＝3l sin53°⑤物块下降高度h 2＝2l ⑥物块和小球组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律mgh 1＝Mgh 2⑦由⑤⑥⑦式解得＝⑧M m 65(3)根据机械能守恒定律，小球回到起始点，设此时AC 方向的加速度大小为a ，物块受到的拉力为T对物块由牛顿第二定律得Mg －T ＝Ma ⑨根据牛顿第三定律，小球受AC 的拉力T ′＝T ⑩对小球，在沿AC 方向，由牛顿第二定律得T ′－mg cos53°＝ma ⑪解得T ＝(结合⑧式，也可得到T ＝mg 或T ＝Mg )⑫8mMg5(m ＋M )4855811变式3　(多选)(2018·沛县中学调研)如图6所示，质量相等的两个物块A 和B 用跨过滑轮的轻绳相连，不计摩擦、滑轮质量和空气阻力，B 物块套在光滑的竖直杆上，在B 下落的过程中，下列说法正确的是( )图6A ．物块B 减少的机械能等于物块A 增加的机械能B ．物块B 减少的重力势能等于物块A 和B 增加的动能之和C ．绳拉力对A 做的功等于B 克服绳拉力做的功D ．物块A 和B 的速度大小相等答案　AC解析　A 、B 两物块组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒，则A 增加的机械能与B 减小的机械能相等，故A 正确．因为系统机械能守恒，则A 、B 系统重力势能的减小量等于物块A 、B 增加的动能之和，故B 错误．绳子拉力对A 做的功等于A 的机械能增加量，B 克服绳子拉力做的功等于B 机械能的减小量，因为机械能守恒，则绳拉力对A 做的功等于B 克服绳拉力做的功，故C 正确．物块B 速度在沿绳子方向的分速度等于A 的速度，可知B 的速度大于A 的速度，故D 错误．命题点四　含弹簧类机械能守恒问题1．由于弹簧发生形变会具有弹性势能，系统的总动能将发生变化，若系统所受的外力(除重力外)和除弹簧弹力以外的内力不做功，系统机械能守恒．2．弹簧两端物体把弹簧拉伸至最长(或压缩至最短)时，两端的物体具有相同的速度，弹性势能最大．3．如果系统内每个物体除弹簧弹力外所受合力为零，当弹簧为自然长度时，系统内弹簧某一端的物体具有最大速度(如绷紧的弹簧在光滑桌面上由静止释放)．例4　(多选)(2018·南京市三模)如图7所示，轻弹簧一端固定于O 点，另一端与可视为质点的小滑块连接，把滑块放在光滑斜面上的A 点，此时弹簧恰好水平，将滑块从A 点由静止释放，经B 点到达位于O 点正下方的C 点，当滑块运动到B 点时弹簧与斜面垂直，运动到C 点时弹簧恰好处于原长，已知OC 的距离为L ，斜面倾角为θ＝30°，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g .则滑块由A 运动到C 的过程中( )图7A ．滑块的加速度一直减小B ．滑块经过B 点时的速度一定最大C ．滑块经过C 点的速度大于2gLD ．滑块的加速度大小等于的位置一共有三处g 2答案　CD变式4　(多选)(2018·南通市等七市三模)如图8所示，斜面体静置在水平面上，斜面底端固定一挡板，轻弹簧一端连接在挡板上，弹簧原长时自由端在B 点．一小物块紧靠弹簧放置，在外力作用下将弹簧压缩至A 点．物块由静止释放后，恰能沿粗糙斜面上滑至最高点C ，然后下滑，最终停在斜面上，斜面体始终保持静止．则( )图8A ．物块最终会停在A 、B 之间的某位置B ．物块上滑过程速度最大的位置与下滑过程速度最大的位置相同C ．整个运动过程中产生的内能小于弹簧的最大弹性势能D ．物块从A 上滑到C 过程中，地面对斜面体的摩擦力先减小再增大，然后不变答案　ACD1.背越式跳高是一项跳跃垂直障碍的运动项目，包括助跑、起跳、过杆和落地四个阶段，如图9所示为从起跳到落地运动过程分解图，某同学身高1.80m，体重60kg，参加学校运动会成功地越过了1.90m的横杆，该同学跳起时刻的动能可能是下列哪个值( )图9A．500JB．600JC．800JD．2000J答案　C2．(多选)(2018·南京市三模)抛出的铅球在空中的运动轨迹如图10所示，A、B为轨迹上等高的两点，铅球可视为质点，空气阻力不计．用v、E、E k、P分别表示铅球的速率、机械能、动能和重力瞬时功率的大小，用t表示铅球在空中从A运动到B的时间，则下列图象中不正确的是( )图10答案　ABC3．(多选)(2018·南通等六市一调)如图11所示，一轻弹簧直立于水平面上，弹簧处于原长时上端在O点，将一质量为M的物块甲轻放在弹簧上端，物块甲下降到A点时速度最大，下降到最低点B时加速度大小为g，O、B间距为h.换用另一质量为m的物块乙，从距O点高为h 的C点由静止释放，也刚好将弹簧压缩到B点．不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小为g，则上述过程中( )图11A．弹簧最大弹性势能为MghB．乙的最大速度为2ghC．乙在B点加速度大小为2gD ．乙运动到O 点下方处速度最大h 4答案　AD解析　对于物块甲的运动过程，根据机械能守恒定律可知，弹簧压缩到B 点时的弹性势能等于甲的重力势能的变化即Mgh ，物块乙也刚好将弹簧压缩到B 点，所以弹簧最大弹性势能为Mgh ，故A 正确；当乙下落到O 点时，根据动能定理：mgh ＝mv 2，解得：v ＝，此时开始122gh 压缩弹簧，但弹簧弹力为零，所以物块将继续加速直到弹力等于重力时速度达到最大，所以乙的最大速度大于，故B 错误；根据机械能守恒有Mgh ＝mg ·2h ，则m ＝M ，在B 点对M 2gh 12根据牛顿第二定律有：F －Mg ＝Mg ，对m 根据牛顿第二定律有：F －mg ＝ma ，联立可得：a ＝3g ，故C 错误；设弹簧劲度系数为k ，在最低点有：kh ＝2Mg ＝4mg ，即k ＝mg ，可得乙运动到O h 4点下方处速度最大，故D 正确．h 44．(2018·扬州中学5月模拟)如图12所示，小球(可视为质点)从静止开始沿光滑曲面轨道AB 滑下，从B 端水平飞出，撞击到一个与地面呈θ＝37°的斜面上，撞击点为C .已知斜面上端与曲面末端B 相连，A 、B 间的高度差为h ，B 、C 间的高度差为H ，不计空气阻力，则h 与H 的比值为( )h H图12A. B. C. D.34439449答案　D5．(多选)(2018·苏锡常镇二模)如图13所示，用铰链将三个质量均为m 的小球A 、B 、C 与两根长为L 的轻杆相连，B 、C 置于水平地面上．在轻杆竖直时，将A 由静止释放，B 、C 在杆的作用下向两侧滑动，三小球始终在同一竖直平面内运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g .则此过程中( )图13A ．球A 的机械能一直减小B ．球A 落地的瞬时速度为2gLC ．球B 对地面的压力始终等于mg 32D ．球B 对地面的压力可小于mg答案　BD1．(多选)下列运动的物体，机械能守恒的有( )A ．物体沿斜面匀速下滑B ．物体做自由落体运动C ．跳伞运动员在空中匀速下降D ．木块沿光滑曲面自由下滑答案　BD解析　物体沿斜面匀速下滑、跳伞运动员在空中匀速下降，都属于动能不变，重力势能减小的情况，因此机械能不守恒，A 、C 错误；物体做自由落体运动，此时它只受重力作用，机械能守恒，木块沿光滑曲面自由下滑时只有重力做功，故机械能守恒，所以B 、D 正确．2.(2018·常熟市模拟)半径分别为r 和R (r <R )的光滑半圆形槽，其圆心均在同一水平面上，如图1所示，质量相等的两物体分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速度地释放，在下滑过程中两物体( )图1A ．机械能均逐渐减小B ．经最低点时动能相等C ．机械能总是相等的D ．两物体在最低点时加速度大小不相等答案　C3．(2018·阜宁中学调研)如图2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．则管口D 距离地面的高度必须满足的条件是( )图2A ．等于2RB ．大于2RC ．大于2R 且小于RD ．大于R 5252答案　B解析　细管轨道可以提供支持力，所以小球到达A 点的速度大于零即可，即mgH －mg ·2R >0，解得H >2R .故选B.4．(多选)(2018·无锡市期中)如图3所示，一物体从光滑斜面AB 底端A 点以初速度v 0上滑，沿斜面上升的最大高度为h .假设下列情境中物体从A 点上滑的初速度仍为v 0，则下列说法中正确的是( )图3A ．若把斜面CB 部分截去，物体冲过C 点后上升的最大高度仍为hB ．若把斜面弯成圆弧D ，物体仍沿圆弧升高hC ．若把斜面AB 变成曲面AEB ，物体沿此曲面上升仍能到达B 点D ．若把斜面从C 点以上部分弯成与C 相切的圆弧状，物体上升的最大高度有可能仍为h 答案　CD解析　若把斜面CB 部分截去，物体冲过C 点后做斜抛运动，物体运动到最高点有水平分速度，速度不为零，由机械能守恒可知，物体不能到达h 高处，故A 错误；若把斜面弯成圆弧D ，如果能到圆弧最高点，根据机械能守恒定律得知：到达h 高处的速度应为零，而物体要到达最高点，必须由合力充当向心力，速度不为零，故知物体不可能到达h 高处，故B 错误；若把斜面AB 变成曲面AEB ，物体在最高点速度为零，根据机械能守恒定律，物体沿此曲面上升仍能到达B 点，故C 正确；若把斜面从C 点以上部分弯成与C 相切的圆弧状，若圆弧的圆心位置低于h 高度，则物体在最高点速度为零，根据机械能守恒定律，物体沿斜面上升的最大高度仍然为h ，故D 正确．5．(2018·江苏百校12月大联考)一小球在空中从t ＝0时刻开始做自由落体运动，如图4所示．以地面为参考平面，关于小球速率v 、重力的瞬时功率P 、小球的动能E k 和重力势能E p 随时间t 变化的图象正确的是( )图4答案　B6．(2018·宿迁市上学期期末)如图5所示，可视为质点的小球A 、B 用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上、半径为R 的光滑圆柱，A 的质量为B 的两倍．当B 位于地面上时，A 恰与圆柱轴心等高．将A 由静止释放，B 上升的最大高度是( )图5A ．2R B. C. D.5R 34R 32R 3答案　C解析　设B 球质量为m ，A 球刚落地时两球速度大小为v ，根据机械能守恒定律得2mgR －mgR ＝(2m ＋m )v 2，得v 2＝gR ，B 球继续上升的高度h ＝＝，B 球上升的最大高度为h ＋R ＝R ，1223v 22g R 343故选C.7．(多选)(2018·淮安市、宿迁市等期中)如图6所示，足够长的光滑斜面固定在水平面上，竖直轻质弹簧与A 、B 物块相连，A 、C 物块由跨过光滑小滑轮的轻绳连接．初始时刻，C 在外力作用下静止，绳中恰好无拉力，B 放置在水平面上，A 静止．现撤去外力，物块C 沿斜面向下运动，当C 运动到最低点时，B 刚好离开地面．已知A 、B 的质量均为m ，弹簧始终处于弹性限度内，则上述过程中( )图6A ．C 的质量m C 可能小于mB ．C 的速度最大时，A 的加速度为零C ．C 的速度最大时，弹簧弹性势能最小D ．A 、B 、C 组成的系统的机械能先变小后变大答案　BC解析　C 的速度最大时，加速度为零，因A 的加速度等于C 的加速度，则此时A 的加速度也为零，选项B 正确；设弹簧的劲度系数为k ，开始时弹簧压缩量为Δx 1＝，因当C 运动到mg k 最低点时，B 刚好离开地面，此时弹簧伸长量为Δx 2＝，根据对称性可知，当A 的加速度mg k为零时，弹簧处于原长状态，则此时弹簧弹性势能为零，设斜面倾角为θ，此时有m C g sin θ＝mg ，则C 的质量m C 一定大于m ，选项A 错误，C 正确；因只有重力和弹力做功，则A 、B 、C 及弹簧组成的系统的机械能守恒，因弹性势能先减小后增大，则A 、B 、C 系统的机械能先变大后变小，选项D 错误．8．(多选)(2018·南京市、盐城市一模)如图7所示，光滑细杆上套有两个质量均为m 的小球，两球之间用轻质弹簧相连，弹簧原长为L ，用长为2L 的细线连接两球．现将质量为M 的物块用光滑的钩子挂在细线上，从细线绷直开始释放，物块向下运动．则物块( )图7A ．运动到最低点时，小球的动能为零B ．速度最大时，弹簧的弹性势能最大C ．速度最大时，杆对两球的支持力为(M ＋2m )gD ．运动到最低点时，杆对两球的支持力小于(M ＋2m )g答案　AC解析　物块从开始释放先做加速运动，后做减速运动直到速度为零即到达最低点，故A 正确；根据系统机械能守恒可知，物块M 减小的重力势能转化为弹簧的弹性势能、物块和两小球的动能，当物块运动到最低点时，即速度为零时，弹簧的弹性势能最大，故B 错误；速度最大时，即此时系统所受合力为零，将两小球和物块看成系统，受重力(M ＋2m )g 和杆对两球的支持力二力平衡，故C 正确；运动到最低点时，物块具有向上的加速度，由整体法可知，杆对两球的支持力大于(M ＋2m )g ，故D 错误．9．(2018·扬州中学月考)如图8所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O 1、O 2和质量为m 的小球连接，另一端与套在光滑直杆上质量也为m 的小物块连接，已知直杆两端固定，与两定滑轮在同一竖直平面内，与水平面的夹角θ＝60°，直杆上C 点与两定滑轮均在同一高度，C 点到定滑轮O 1的距离为L ，重力加速度为g ，设直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰．现将小物块从C 点由静止释放，当小物块沿杆下滑距离也为L 时(图中D 处)，求：图8(1)小球下降的最大距离；(2)小物块在D 处的速度大小．答案　见解析解析　(1)当拉物块的绳子与直杆垂直时，小球下降的距离最大，根据几何关系知，Δh ＝L －L sin 60°＝L (1－)；32(2)设小物块下滑距离为L 时的速度大小为v ，此时小球的速度大小为v 1，则v 1＝v cos θ对物块和小球组成的系统根据机械能守恒定律，有：mgL sin θ＝mv ＋mv 2121212解得v ＝.253gL 510．(2018·南京市三模)如图9所示，物块A 、B 、C 的质量分别为2m 、2m 、m ，并均可视为质点，三个物块用轻绳通过轻质滑轮连接，在外力作用下现处于静止状态，此时物块A 置于地面，物块B 与C 、C 到地面的距离均是L ，现将三个物块由静止释放．若C 与地面、B 与C 相碰后速度立即减为零，A 距离滑轮足够远且不计一切阻力，重力加速度为g .求：图9(1)刚释放时A 的加速度大小及轻绳对A 的拉力大小；(2)物块A 由最初位置上升的最大高度；(3)若改变A 的质量使系统由静止释放后物块C 能落地且物块B 与C 不相碰，则A 的质量应满足的条件．答案　见解析解析　(1)设刚释放时A 、B 、C 的加速度大小为a ，绳子对A 的拉力大小为F由受力分析可知对于A 有F －2mg ＝2ma对于B 、C 整体有3mg －F ＝3ma联立解得a ＝，F ＝mg ＝2.4mg g 5125(2)C 下落L 后落地，由v 2＝2ax 可知此时的速度v ＝25gL由h ＝得h ＝0.2L v 22g则物块由最初位置上升的最大高度H ＝2.2L(3)若改变A 的质量使系统由静止释放后物块C 能落地，则A 的质量需满足m A <3m同时使得B 与C 不相碰，即C 落地后B 减速下降到地面时速度为0，从释放到C 落地的过程中运用系统机械能守恒定律得 3mgL －m A gL ＝(3m ＋m A )v 212解得v ＝2(3m －m A )gL 3m ＋m A从C 落地到B 减速到速度为0的过程中运用机械能守恒定律得2mgL ＋(2m ＋m A )v 2＝m A gL 12解得m A ＝m6即A 的质量满足m <m A <3m ，系统由静止释放后物块C 能落地且物块B 与C 不相碰．611．(2019·海安中学月考)如图10所示，长为L 的轻杆一端连着质量为m 的小球，另一端与固定于水平地面上O 点的铰链相连，初始时小球静止于地面上，边长为L 、质量为M 的正方体左侧紧靠O 点．现在杆中点处施加一个方向始终垂直杆、大小不变的拉力，当杆转过θ＝45°时撤去此拉力，小球恰好能到达最高点，不计一切摩擦，重力加速度为g .求：图10(1)拉力做的功W 和拉力的大小F ；。

【精品推荐】2020版高考物理大一轮复习专题五机械能第3讲机械能守恒定律及其应用课件

解析：首先，把 a、b 看成一个系统，运动中机械能守恒， b 先加速后减速，a 到达地面时 b 速度为 0，故杆对 b 先做正功后做负功，A 错误；根据系统机械能守恒，a 的重力势能的减
少量等于 a 动能的增加量，即 mgh＝12mv2，得 v＝ 2gh，B 正确；a 下落时，开始受到沿杆向上的支持力，a 的加速度小于 g，后来受杆的沿杆向下的拉力，此时 a 的加速度大于 g，C 错误； a 刚开始的一段下落过程中杆对 a 做负功，a 的机械能减少，a 的机械能最小时杆对 a 的作用力为 0，此时杆对 b 也没有力的作用，故 b 对地面的压力大小为 mg，D 正确．
该部分的质量为 m′＝mL(L－a) 由机械能守恒定律可得：mL (L－a)gh＝12mv2，可解得：v＝ LgL2－a2sin α.
【触类旁通】如图 5-3-9 所示，粗细均匀，两端开口的 U 形管内装有同种液体，开始时两边液面高度差为 h，管中液柱总长度为 4h，后来让液体自由流动，当两液面高度相等时，右侧液面下降的速度为( )
(1)小球经过 C 点时轨道对它的支持力大小 FN. (2)小球经过最高点 P 的速度大小 vP. (3)D 点与圆心 O 的高度差 hOD.
图 5-3-4
解：(1)设经过 C 点时速度为 v1，由机械能守恒有 mg(H＋R)＝12mv21 由牛顿第二定律有 FN－mg＝mRv21 代入数据解得 FN＝6.8 N. (2)P 到 Q 做平抛运动有
A．适当调整高度 h，可使小球从轨道最高点 M 飞出后，恰好落在轨道右端口 N 处
B．若 h＝2R，则小球在轨道最低点对轨道的压力为 5mg C．只有 h 大于等于 2.5R 时，小球才能到达圆轨道的最高点M D．若 h＝R，则小球能上升到圆轨道左侧离地高度为 R 的位置，该过程重力做功为 mgR

江苏专用2020版高考物理新增分大一轮复习第五章机械能本章学科素养提升讲义含解析

本章学科素养提升绳索、链条在考查过程中常发生形变，其重心位置对物体来说并不是固定不变的，能否正确确定重心的位置，是解决绳索、链条类问题的关键，一般情况下常分段考虑各部分的重力势能，并用各部分重力势能之和作为系统总的重力势能，至于参考平面，可任意选取，但以系统初、末状态重力势能便于表示为宜．例1　如图1所示，有一条长为L 的均匀金属链条，一半长度在光滑斜面上，斜面倾角为θ，另一半长度沿竖直方向下垂在空中，当链条从静止开始释放后滑动，求链条刚好从右侧全部滑出斜面时的速度是多大？(重力加速度为g )图1思维导引　研究对象：链条．隐含条件：释放后的链条，竖直方向的一半向下运动，放在斜面上的一半沿斜面向上运动，由于竖直部分越来越多，所以链条做的是变加速运动，不能用匀变速直线运动的公式去解．思路分析：因为斜面光滑，所以机械能守恒，链条得到的动能应是由重力势能转化来的，重力势能的变化可以用重心的位置确定，要注意释放时的重力势能可分左右两段考虑，然后再求和．解析　设斜面的最高点为零势能点，链条的总质量为m ，开始时左半部分的重力势能为E p1＝－g ·sin θ＝－mgL sin θ，m 2L 418右半部分的重力势能为E p2＝－g ·＝－mgL ，m 2L 418开始时的机械能E 1＝E p1＋E p2＝－(1＋sin θ)mgL 8当链条刚好全部滑出斜面时，重力势能E p ＝－mg ，动能E k ＝mv 2，机械能E 2＝E p ＋E k ＝L 212－＋mv 2mgL 212由机械能守恒定律得E 1＝E 2所以－(1＋sin θ)＝－＋mv 2，mgL 8mgL 212解得v ＝gL (3－sin θ)2答案　gL (3－sin θ)2规范表达不仅仅是要书写工整和美观的问题，更侧重的是学科思维和学科潜能的问题．物理学科对规范的要求主要包括以下几个方面：(1)思维规范：主要是指从审题到挖掘题目隐含条件；从读题到信息提取和提炼，再到建立物理模型的过程．思维规范最能反映一个学生的学科素养和学科能力．(2)表达规范：实际上表达的内容正是思维流程的呈现，语言表达要准确应用物理学科语言．(3)书写规范：一组美观的文字，给人赏心悦目的感觉，特别是在繁重的阅卷任务前，给老师以惊喜．例2　如图2所示，质量m ＝3kg 的小物块以初速度v 0＝4m/s 水平向右抛出，恰好从A 点沿着圆弧的切线方向进入光滑圆弧轨道．圆弧轨道的半径为R ＝3.75 m ，B 点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道与水平轨道BD 平滑连接，A 与圆心O 的连线与竖直方向成37°角．MN 是一段粗糙的水平轨道，小物块与MN 间的动摩擦因数μ＝0.1，轨道其他部分光滑．最右侧是一个半径为r ＝0.4 m 的光滑半圆弧轨道，C 点是半圆弧轨道的最高点，半圆弧轨道与水平轨道BD 在D 点平滑连接．已知重力加速度g ＝10 m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.图2(1)求小物块经过B 点时对轨道的压力大小；(2)若MN 的长度为L ＝6m ，求小物块通过C 点时对轨道的压力大小；(3)若小物块恰好能通过C 点，求MN 的长度L ′.思维规范　1.过程划分：根据运动过程划分不同阶段，根据不同阶段满足的物理规律进行剖析和求解．本题可分为四个不同的运动过程：平抛运动、圆周运动、水平面上的直线运动和竖直面内的圆周运动．满足物理规律分别为：运动分解、机械能守恒、动能定理和牛顿第二定律．2．条件挖掘：(1)“从A 点沿着圆弧的切线方向”可通过运动的分解求A 点速度．(2)“恰好能通过C 点”可知在C 点的速度．表达规范解析　(1)根据平抛运动的规律有v 0＝v A cos37°解得小物块经过A 点时的速度大小v A ＝5m/s小物块从A 点运动到B 点，根据机械能守恒定律有mv ＋mg (R －R cos37°)＝mv 12A 212B 2小物块经过B 点时，根据牛顿第二定律有F N －mg ＝mv B 2R解得F N ＝62N ，根据牛顿第三定律，小物块经过B 点时对轨道的压力大小是62N.(2)小物块由B 点运动到C 点，根据动能定理有－μmgL －2mgr ＝mv －mv 12C 212B 2在C 点，根据牛顿第二定律有F N ′＋mg ＝mv C 2r解得F N ′＝60N ，根据牛顿第三定律，小物块通过C 点时对轨道的压力大小是60N.(3)小物块刚好能通过C 点时，根据牛顿第二定律有mg ＝mv C ′2r 解得v C ′＝2m/s小物块从B 点运动到C 点的过程中，根据动能定理有－μmgL ′－2mgr ＝mv C ′2－mv 1212B 2解得L ′＝10m.答案　(1)62N (2)60N (3)10m。

(江苏专版)2020版高考物理一轮复习第五章第3节机械能守恒定律及其应用课件

第3节
机械能守恒定律及其应用
目录
一课前回顾·基础速串二课堂提能·考点全通三课后演练·逐点过关
一
课前回顾·基础速串
宏观 ·循图忆知
微观 ·易错判断
(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。
2．求解单个物体机械能守恒问题的基本思路 (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 (Ek1 ＋ Ep1 ＝ Ek2＋Ep2、ΔEk＝－ΔEp)进行求解。
(1)弹簧弹力对物块做的功； (2)物块离开 C 点后，再落回到水平面上时距 B 点的距离； (3)再次左推物块压紧弹簧，要使物块在半圆轨道上运动时不脱离轨道，则弹簧弹性势能的取值范围为多少？
2．机械能是否守恒的三种判断方法 (1)利用机械能的定义判断：若物体动能、势能之和不变，机械能守恒。 (2)利用守恒条件判断。 (3)利用能量转化判断：若物体系统与外界没有能量交换，物体系统内也没有机械能与其他形式能的转化，则物体系统机械能守恒。
[题点全练] 1．(2018·苏州模拟)以下情形中，物体的机械能一定守恒的是( )
械能守恒
解析：甲图中，物体 A 将弹簧压缩的过程中，物体和弹簧构成的系统机械能守恒，物体 A 的机械能不守恒，故 A 错误；乙图中，物体 B 在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，物体 B 受重力、拉力、支持力和滑动摩擦力，拉力和滑动摩擦力的合力为零，故合力的功等于重力的功，故物体 B 的机械能守恒，故 B 正确；丙图中，物体受重力、支持力和推力，由于推力做功，故物体机械能不守恒，故 C 错误；丁图中，物体受重力和支持力，由于支持力不做功，只有重力做功，故物体机械能守恒，故 D 正确。

(江苏专用)2020版高考物理大一轮复习第五章机械能及其守恒定律章末热点集训课件

A．物块 A、B 同时到达传送带底端 B．传送带对物块 A、B 均做负功 C．物块 A、B 在传送带上的划痕长度之比为 1∶3 D．滑动摩擦力对物块 A 与传送带做的功之和与滑动摩擦力对物块 B 与传送带做的功之和一样大
[解析] 在平行传送带的方向上，由于 mgsin 37°>μmgcos
37°，物块 A、B 均沿传送带加速向下滑动，传送带对物块 A、
动能定理的综合应用 (2016·高考全国卷Ⅰ)如图，一轻弹簧原长为 2R，其一端固定在倾角为 37°的固定直轨道 AC 的底端 A 处，另一端位于直轨道上 B 处，弹簧处于自然状态．直轨道与一半径为56R 的光滑圆弧轨道相切于 C 点，AC＝7R，A、B、C、D 均在同一竖
直平面内．质量为 m 的小物块 P 自 C 点由静止开始下滑，最低到达 E 点(未画出)．随后 P 沿轨道被弹回，最高到达 F 点， AF＝4R.已知 P 与直轨道间的动摩擦因数 μ＝14，重力加速度大小为 g.(取 sin 37°＝35，cos 37°＝45)
⑬
设 P 在 C 点速度的大小为 vC.在 P 由 C 点运动到 D 点的过程中机械能守恒，有
12m1v2C＝12m1v2D＋m1g56R＋56Rcos

θ

⑭
P 由 E 点运动到 C 点的过程中，由动能定理有
Ep－m1g(x＋5R)sin θ－μm1g(x＋5R)cos θ＝12m1v2C ⑮
(1)求 P 第一次运动到 B 点时速度的大小； (2)求 P 运动到 E 点时弹簧的弹性势能； (3)改变物块 P 的质量，将 P 推至 E 点，从静止开始释放．已知 P 自圆弧轨道的最高点 D 处水平飞出后，恰好通过 G 点．G 点在 C 点左下方，与 C 点水平相距72R、竖直相距 R.求 P 运动到 D 点时速度的大小和改变后 P 的质量．

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

(江苏专版)2020版高考物理一轮复习第五章(讲义)【共6套74页】

本套资源目录江苏专版2020版高考物理一轮复习第五章实验五验证机械能守恒定律讲义含解析江苏专版2020版高考物理一轮复习第五章实验四探究动能定理讲义含解析江苏专版2020版高考物理一轮复习第五章第1节功和功率讲义含解析江苏专版2020版高考物理一轮复习第五章第2节动能定理及其应用讲义含解析江苏专版2020版高考物理一轮复习第五章第3节机械能守恒定律及其应用讲义含解析江苏专版2020版高考物理一轮复习第五章第4节功能关系能量守恒定律讲义含解析验证机械能守恒定律一、实验目的验证机械能守恒定律。

二、实验器材铁架台(含铁夹)、打点计时器、学生电源(交流4～6 V)、纸带(数条)、复写纸、导线、毫米刻度尺、重物(带纸带夹)。

突破点(一) 实验原理与操作[例1] 在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，电源的频率为50 Hz ，依次打出的点为0,1,2,3,4，…，n 。

则：(1)如用第2点到第6点之间的纸带来验证，必须直接测量的物理量为____________、____________、____________，必须计算出的物理量为____________、____________，验证的表达式为____________________。

(2)下列实验步骤操作合理的排列顺序是______(填写步骤前面的字母)。

A ．将打点计时器竖直安装在铁架台上B ．接通电源，再松开纸带，让重物自由下落C ．取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验D ．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带E ．选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h 1，h 2，h 3，…，h n ，计算出对应的瞬时速度v 1，v 2，v 3，…，v nF ．分别算出12mv n 2和mgh n ，在实验误差允许的范围内看是否相等 [答案] (1)第2点到第6点之间的距离h 26第1点到第3点之间的距离h 13 第5点到第7点之间的距离h 57第2点的瞬时速度v 2 第6点的瞬时速度v 6mgh 26＝12mv 62－12mv 22 (2)ADBCEF[由题引知·要点谨记]1.实验原理的理解[对应第1题]1两种验证方法①利用起始点和第n 点计算。