高考物理二轮复习第6讲机械能守恒定律功能关系
高考物理二轮复习 专题二第6课时 功能关系 机械能守恒定律复习课件
例1如图所示，置于足够长斜面
上的盒子 A 内放有光滑球 B，B 恰与盒子前、后壁接触，斜面光 滑且固定于水平地面上．一轻质弹簧的一端与固定在 斜面上的木板 P 拴接，另一端与 A 相连．今用外力推 A 使弹簧处于压缩状态，然后由静止释放，则从释放 盒子直至其获得最大速度的过程中( BC)
A．弹簧的弹性势能一直减小直至为零 B．A 对 B 做的功等于 B 机械能的增加量 C．弹簧弹性势能的减少量等于 A 和 B 机械能的 增加量 D．A 所受重力和弹簧弹力做功的代数和小于 A 动能的增加量
4．摩擦力做功与能量的转化 ①一对静摩擦力对物体系统所做的总功等于零． 在静摩擦力做功的过程中，只有机械能从一个物 体转移到另一个物体(静摩擦力起着传递机械能的作 用)而没有机械能转化为其他形式的能． ②一对相互作用的滑动摩擦力对物体系统所做的 总功总是负值，其绝对值等于滑动摩擦力与相对路程 的乘积(与参考系的选择无关，其中某一个摩擦力做功 的大小与参考系的选择有关)，恰等于系统损失的机械 能，这部分机械能转化成了系统的内能，即|Wf|＝Ff·s ＝Q. 5．电场力对电荷所做的功，等于电荷电势能的变 化，电场力做了多少正功，电势能就减少多少，电场 力做了多少负功，电势能就增加多少．W 电＝－Δ Ep
2．重力做正功，重力势能减少；重力做负功， 重力势能增加．由于“增量”是终态量减去始态量，
所以重力的功等于重力势能增量的负值，表达式：
WG＝－Δ Ep＝Ep1－Ep2. 3．弹簧弹力做多少正功，弹性势能减少多少；
弹簧弹力做多少负功，弹性势能增加多少．弹簧的弹 力做的功等于弹性势能增量的负值，表达式：WFN＝ －Δ Ep.
形式
守恒 形式
转化 形式
转移 形式
表达式 E1＝E2 Ep＋12mv2＝Ep′ ＋12mv′2 Δ Ek＝－Δ Ep
届高考物理二轮复习专题突破第1部分专题6机械能守恒定律功能关系PPT课件
机械能守恒定律的应用
(多选)(2015·全国卷Ⅱ)如图 65 所示，滑块 a、b 的质量均为 m，a 套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距 h， b 放在地面上．a、b 通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运 动．不计摩擦，a、b 可视为质点，重力加速度大小为 g.则( )
A．a 落地前，轻杆对 b 一直做正功 B．a 落地时速度大小为 2gh C．a 下落过程中，其加速度大小始终不大于 g D．a 落地前，当 a 的机械能最小时，b 对地面的压力大小为 mg 【误区点拨】 1.对 a、b 受力分析不正确． 误认为杆对 b 一直是推力，误选 A；误认为对 a 一直是阻力，误选 C 而漏 选 B. 2．对 a、b 之间的牵连速度关系认识不清，分析不出杆力为零的转折点， 漏选 D.
【答案】 B
发散 2 与电磁相关的守恒判断 2. (2014·广东高考)如图 63 所示，上下开口、内壁光滑的铜 管 P 和塑料管 Q 竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处 由静止释放，并落至底部，则小磁块( ) A．在 P 和 Q 中都做自由落体运动 B．在两个下落过程中的机械能都守恒 C．在 P 中的下落时间比在 Q 中的长 D．落至底部时在 P 中的速度比在 Q 中的大
机械能守恒定律的理解
(2014·广东高考)如图 61 是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结 构图，图中①和②为楔块，③和④为垫板， 楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦， 在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( )
图 61 A．缓冲器的机械能守恒 B．摩擦力做功消耗机械能 C．垫板的动能全部转化为内能 D．弹簧的弹性势能全部转化为动能
【解析】 小磁块下落过程中，在铜管 P 中产生感应电流，小磁块受到向 上的磁场力，不做自由落体运动，而在塑料管 Q 中只受到重力，在 Q 中做自由 落体运动，故选项 A
届高三物理二轮专题复习课件 机械能守恒定律 功能关系
A的机械能减小,Βιβλιοθήκη 的机械能增大,A、B系统的机械能守恒,所以
A、B错误。释放后,A、B物体都做初速度为零的匀加速直线运
动。由牛顿第二定律得2mg-mg=3ma,故加速度1 a= g,t时间内
A物体下降高度为1 gt2,绳子拉力大小为 m4 g。拉3 力对A物体
所做负功为 2
B.A、B组成系统的重力势能增大
C.下落时间t过程中,A的机械能减少了 2 mg2t2
9 D.下落时间t时,B所受拉力的瞬时功率为
1
mg2t
3
【解题探究】
(1)分别以A、B为研究对象,由静止释放后: ①轻绳对A物体做_负__功__,A物体机械能_减__少__(选填“增加”或
“减少”); ②轻绳对B物体做_正__功__,B物体机械能_增__加__(选填“增加”或
2.几种常见的功能转化关系: (1)合力的功影响_动__能__,关系式为_W_合_=_Δ__E_k_。 (2)重力的功影响_重__力__势__能__,关系式为_W_G_=_-_Δ_E_p_。 (3)弹簧弹力的功影响_弹__性__势__能__,关系式为_W_H=_-_Δ__E_p_。 (4)分子力的功影响_分__子__势__能__,关系式为_W_分_=_-_Δ__E_p_。 (5)电场力的功影响_电__势__能__,关系式为_W_电_=_-_Δ__E_p_。 (6)滑动摩擦力的功影响_内__能__,关系式为_F_f_l相_对__=_Δ__E_内_。
2.(2012·安徽高考)如图所示,在竖直平面内有一
半径为R的圆弧轨道,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,
高考物理新精准大二轮新课标课件专题二机械能守恒定律功能关系
备考建议及注意事项
• 多做真题和模拟题，提高解题能力和应试技巧。
备考建议及注意事项
注意事项 注意规范答题，步骤清晰，逻辑严密。
注意审题，明确题目中的物理过程和条 件。
注意时间分配，合理安排答题顺序和时 间。
05
知识拓展与延伸
非保守力作用下机械能守恒问题探讨
实验结论
根据实验数据和分析结果，得出实验结 论，并与理论预测进行比较。
04
历年高考真题回顾与预测
历年高考真题回顾
01
真题一
2019年全国卷I第25题，考查 机械能守恒定律在复杂运动过
程中的应用。
02
真题二
2020年全国卷II第24题，结合 图像考查功能关系及能量转化
与守恒。
03
真题三
2021年全国卷III第21题，考查 机械能守恒定律在实验中的应
适用范围及限制条件
适用范围
机械能守恒定律适用于质点、质点系以及刚体等理想模型， 在涉及摩擦、空气阻力等实际情况下，机械能不再守恒。
限制条件
当存在除重力和弹力以外的其他力做功时，机械能不再守恒 。例如，在涉及摩擦力、电场力、磁场力等情况下，机械能 不再守恒。同时，对于非保守力做功的情况，机械能也不守 恒。
高考物理新精准大二轮新课
标课件专题二机械能守恒定
律功能关系
汇报人：XX
汇报时间：20XX-01-16
目录
• 机械能守恒定律基本概念 • 功能关系在机械能守恒中作用 • 典型题型解析与应试策略
目录
• 历年高考真题回顾与预测 • 知识拓展与延伸
01
机械能守恒定律基本概念
高考物理二轮复习专题6机械能守恒定律功能关系课件
[解析] 如图所示，OP 垂直于竖直杆，Q 点与 M 点关于 OP 对称，在小球从 M 点到 Q 点的过程中，弹簧弹力先做负功 后做正功，故 A 错；在 P 点弹簧长度最短，弹力方向与速度方 向垂直，故此时弹力对小球做功的功率为零，即 C 正确；小球 在 P 点时所受弹簧弹力等于竖直杆给它的弹力，竖直方向上只 受重力，此时小球加速度为 g，当弹簧处于自由长度时，小球只 受重力作用，此时小球的加速度也为 g，故 B 正确； 小球和弹簧组成的系统机械能守恒，小球在 M 点和 N 点时弹簧的弹性势能相等，故小球从 M 到 N 重 力势能的减少量等于动能的增加量，而小球在 M 点 的动能为零，故 D 正确．
12/8/2021
A．弹簧的最大弹力为 μmg B．物块克服摩擦力做的功为 2μmgs C．弹簧的最大弹性势能为 μmgs D．物块在 A 点的初速度为 2μgs
12/8/2021
解析：小物块处于最左端时，弹簧的压缩量最大，然后小 物块先向右加速运动再减速运动，可知弹簧的最大弹力大于滑 动摩擦力 μmg，选项 A 错误；物块从开始运动至最后回到 A 点 过程，由功的定义可得物块克服摩擦力做功为 2μmgs，选项 B 正确；自物块从最左侧运动至 A 点过程由能量守恒定律可知 EP ＝μmgs，选项 C 正确；设物块在 A 点的初速度为 v0，整个过程 应用动能定理有－2μmgs＝0－12mv20，解得 v0＝2 μgs，选项 D 错误．
12/8/2021
2．运用机械能守恒定律解题的步骤 (1)选取研究对象； (2)分析研究对象的物理过程及其初、末状态； (3)分析所研究的物理过程中，研究对象的受力情况和这些 力的做功情况，判断是否满足机械能守恒定律的适用条件； (4)规定参考平面(用转化观点时，可省略这一步)； (5)根据机械能守恒定律列方程； (6)解方程，统一单位，进行运算，求出结果，进行检验．
高中物理二轮复习课件机械能守恒定律功能关系
易错易混点辨析
01 02
混淆动能定理与机械能守恒定律
动能定理是合外力做功等于物体动能的变化量，而机械能守恒定律是只 有重力或弹力做功时，动能与势能可以互相转化，但总机械能保持不变 。
忽视摩擦力做功
在涉及机械能守恒的问题中，若存在摩擦力，则摩擦力做功会消耗机械 能，转化为内能，此时机械能不守恒。
高考真题模拟训练
（答案）C
（解题技巧）解决本题的关键知道小球在最高点向心力的来源，结合牛顿第二定 律进行求解，基础题。
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03 弹性势能与非弹 性碰撞问题探讨
弹性势能概念及计算方法
弹性势能定义：物体由于发生弹性形变而具有的势能，其大小与形变量有关。
弹性势能计算公式：$E_p = frac{1}{2}kx^2$，其中$k$为劲度系数，$x$为形变量 。
弹性势能单位：焦耳（J）。
非弹性碰撞中能量损失计算
01
02
03
非弹性碰撞定义
高中物理二轮复习课件机械 能守恒定律功能关系
汇报人：XX 20XX-01-14
目 录
• 机械能守恒定律基本概念 • 功能关系在机械能守恒中应用 • 弹性势能与非弹性碰撞问题探讨 • 天体运动与万有引力中机械能守恒问题 • 变力做功与机械能变化关系研究 • 总结回顾与拓展延伸
01 机械能守恒定律 基本概念
当只有重力或弹力做功时，机械能守 恒。
变力做功可能使物体的动能和势能同 时发生变化，需根据具体情况分析。
当有除重力或弹力以外的力做功时， 机械能发生变化，且该力做正功时机 械能增加，做负功时机械能减少。
典型例题解析
• 例题1：一物体在水平面上受到变力的作用，从静止开始运动，已知物体的位 移与时间的关系为x=kt²（k为常数），则物体在题解析
湖南省2015届高三物理 专题二 第6课时 功能关系 机械能守恒定律能量守恒定律课件
2.用功能关系分析解答相关问题
例 3 .(2012 安徽)如图所示，在竖直平面内有一个 半径为 R 的圆弧轨道．半径 OA 水平、OB 竖直，一个 质量为 m 的小球自 A 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 到 B 的运动 过程中( ) A．重力做功 2mgR B．机械能减少 mgR C．合外力做功 mgR 1 D．克服摩擦力做功 mgR 2
• 3、(2013年山东)如图，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 • A．两滑块组成系统的机械能守恒 • B．重力对M做的功等于M动能的增加 • C．轻绳对m做的功等于m机械能的增加 • D．两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩 擦力做的功
重点知识诠释 一、功能关系
1. 功
功是__________ 能量转化 的量度。做功的过程就是 ___________ 能量转化 的过程。做了多少功，就有多少能 量发生转化。 2. 具体情况 (1)重力做功：___________ 重力势能 和其他能相互转化。 (2)弹簧弹力做功：____________ 弹性势能 和其他能相互 转化。 (3)滑动摩擦力做功：机械能转化为_______ 内能 。
【分析与解答】(1)该系统在自由转动过程中，只有 重力做功，机械能守恒．设 A 球转到最低点时的线速度 为 vA，B 球的速度为 vB，则据机械能守恒定律可得： mgr mvA mvB mgr－ ＝ ＋ 2 2 2 据圆周运动的知识可知：vA＝2vB 由上述二式可求得：vA＝ 4gr 5
高考二轮辅导第6讲机械能守恒定律功能关系
第6讲机械能守恒定律功能关系考向一机械能守恒定律的应用1．静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力．不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化关系是()2、如图所示，水平传送带顺时针转动，转速v0＝2 m/s，左右两端长L＝6 m．传送带左端有一顶端高为h＝1.8 m的光滑斜面轨道，斜面底端有一小段圆弧与传送带平滑连接．传送带右端有一竖直放置的光滑圆弧轨道MNP，半径为R，M、O、N在同一竖直线上，P点到传送带顶端的竖直距离也为R.一质量为m＝0.6 kg的物块自斜面的顶端由静止释放，之后从传送带右端水平抛出，并恰好由P点沿切线落入圆弧轨道，已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.4，OP连线与竖直方向夹角θ＝60°.(g取10 m/s2)求：(1)竖直圆弧轨道的半径R；(2)物块运动到N点时对轨道的压力；(3)试判断物块能否到达最高点M，若不能，请说明理由；若能，求出物块在M点时对轨道的压力．[教你审题]第一步：审题干提取信息①“光滑圆弧轨道”物块与斜面和圆弧轨道之间无摩擦力作用②“水平抛出”物块离开传送带后做平抛运动③“由P点沿切线落入圆弧轨道”物块在P点的速度方向与水平方向成60°④“动摩擦因数μ＝0.4”传送带与物块间存在摩擦力第二步：审问题理思路(1)求半径R P处竖直方向上的分速度v y.物块离开传送带时的速度v0(2)求对轨道的压力轨道对物块的支持力F N N处的速度P处的速度(3)能否到达最高点M考虑“轻绳模型”过最高点的条件考向二功能关系的应用3、如图所示，水平传送带两端点A、B间的距离为L，把一个小物体放到右端的A点，某人用水平向左的恒力F使小物体以速度v1匀速滑到左端的B点，拉力F所做的功为W1、功率为P1，这一过程中物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q1(这一过程中传送带始终静止)．随后让传送带以v2的速度逆时针匀速运动，此人仍用相同的水平向左恒力F拉物体，使它以相对传送带为v1的速度匀速从A滑行到B，这一过程中，拉力F所做的功为W2、功率为P2，物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q2.下列关系中正确的是() A．W1＝W2，P1＜P2，Q1＝Q2B．W1＝W2，P1＜P2，Q1＞Q2C．W1＞W2，P1＝P2，Q1＞Q2D．W1＞W2，P1＝P2，Q1＝Q2(1)功能关系的应用“三注意”①分清是什么力做功，并且分析该力做正功还是做负功；根据功能之间的对应关系，判定能的转化形式，确定能量之间的转化情况．②也可以根据能量之间的转化情况，确定是什么力做功，尤其可以方便计算变力做功的多少③功能关系反映了做功和能量转化之间的对应关系，功是能量转化的量度和原因，在不同问题中的具体表现不同．4．(多选)在大型物流货场，广泛应用着传送带搬运货物．如图甲所示，与水平面倾斜的传送带以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将m＝1 kg的货物放在传送带上的A处，经过1.2 s到达传送带的B端．用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化图象如图乙所示，已知重力加速度g＝10 m/s2，由v－t图可知()A．A、B两点的距离为2.4 mB．货物与传送带的动摩擦因数为0.5C．货物从A运动到B过程中，传送带对货物做功大小为12.8 JD．货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为4.8 J5.(2015·江苏南京金陵中学四模)如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B，C是最低点，圆心角∠BOC＝37°，D与圆心O等高，圆弧轨道半径R＝1.0 m，现有一个质量为m＝0.2 kg可视为质点的小物体，从D点的正上方E点处自由下落，D、E距离h＝1.6 m，小物体与斜面AB之间的动摩擦因数μ＝0.5.取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2.求：(1)小物体第一次通过C点时对轨道的压力；(2)要使小物体不从斜面顶端飞出，斜面至少要多长；(3)若斜面已经满足(2)要求，请首先判断小物体是否可能停在斜面上．再研究小物体从E点开始下落后，整个过程中系统因摩擦所产生的热量Q的大小．考向三功能关系在电磁学中的应用6、如图所示，在绝缘的斜面上方存在着沿水平向右的匀强电场，斜面上的带电金属块沿斜面滑下．已知在下滑的过程中，金属块动能增加了12 J，金属块克服摩擦力做功8 J，重力做功24 J，下列判断中正确的是()A．金属块带负电B．金属块克服电场力做功8 JC．金属块的机械能减少12 JD．金属块的电势能减少4 J1．电场中的功能关系(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变．(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变．(3)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化．2．在解决电磁学中功能关系问题时应注意以下几点(1)洛伦兹力在任何情况下都不做功．(2)电场力做功与路径无关，电场力做的功等于电势能的变化．(3)力学中的几个功能关系在电磁学中仍然成立7．地球表面附近某区域存在大小为150 N/C 、方向竖直向下的电场．一质量为1.00×10－4 kg 、带电荷量为－1.00×10－7 C 的小球从静止释放，在电场区域内下落10.0 m ．对此过程，该小球的电势能和动能的改变量分别为(重力加速度大小取9.80 m/s2，忽略空气阻力)( )A ．－1.50×10－4 J 和9.95×10－3 JB ．1.50×10－4 J 和9.95×10－3 JC ．－1.50×10－4 J 和9.65×10－3 JD ．1.50×10－4 J 和9.65×10－3 J真题高效演练1.(2015·天津理综·5)如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m 的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态．现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L ，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L (未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中( )A ．圆环的机械能守恒B ．弹簧弹性势能变化了3mgLC ．圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D ．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变2.(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，到达C 处的速度为零，AC ＝h .圆环在C 处获得一竖直向上的速度v ，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B ．下滑过程中，克服摩擦力做的功为14m v 2 C ．在C 处，弹簧的弹性势能为14m v 2－mgh D ．上滑经过B 的速度大于下滑经过B 的速度。
高考二轮复习专题(物理-机械能守恒定律)
高考二轮复习专题六：机械能守恒定律一、知识点综述：1. 在只有重力和弹簧的弹力做功的情况下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变.2. 对机械能守恒定律的理解：（1）系统在初状态的总机械能等于末状态的总机械能.即 E 1 = E 2 或 1/2mv 12 + mgh 1= 1/2mv 22 + mgh 2（2）物体（或系统）减少的势能等于物体(或系统)增加的动能，反之亦然。
即 -ΔE P = ΔE K（3）若系统内只有A 、B 两个物体，则A 减少的机械能E A 等于B 增加的机械能ΔE B 即 -ΔE A = ΔE B 二、例题导航：例1、如图示，长为l 的轻质硬棒的底端和中点各固定一个质量为m 的小球，为使轻质硬棒能绕转轴O 转到最高点，则底端小球在如图示位置应具有的最小速度v= 。
解：系统的机械能守恒，ΔE P +ΔE K =0因为小球转到最高点的最小速度可以为0 ，所以，例2. 如图所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾角θ=30°，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮。
一柔软的细线跨过定滑轮，两端分别与物块A 和B 连结，A 的质量为4m ，B 的质量为m ，开始时将B 按在地面上不动，然后放开手，让A 沿斜面下滑而B 上升。
物块A 与斜面间无摩擦。
设当A 沿斜面下滑S 距离后，细线突然断了。
求物块B 上升离地的最大高度H. 解：对系统由机械能守恒定律 4mgSsin θ – mgS = 1/2× 5 mv 2 ∴ v 2=2gS/5细线断后，B 做竖直上抛运动，由机械能守恒定律 mgH= mgS+1/2× mv 2 ∴ H = 1.2 S例3. 如图所示，半径为R 、圆心为O 的大圆环固定在竖直平面内，两个轻质小圆环套在大圆环上．一根轻质长绳穿过两个小圆环，它的两端都系上质量为m 的重物，忽略小圆环的大小。
（1）将两个小圆环固定在大圆环竖直对称轴的两侧θ=30°的位置上(如图)．在 两个小圆环间绳子的中点C 处，挂上一个质量M = m 的重物，使两个小圆环间的绳子水平，然后无初速释放重物M ．设绳子与大、小圆环间的摩擦均可忽略，求重物M 下降的最大距离．l mg l mg v m mv 22212122⋅+⋅=⎪⎭⎫⎝⎛+gl gl v 8.4524==∴2（2）若不挂重物M ．小圆环可以在大圆环上自由移动，且绳子与大、小圆环间及大、小圆环之间的摩擦均可以忽略，问两个小圆环分别在哪些位置时，系统可处于平衡状态?解：(1)重物向下先做加速运动，后做减速运动，当重物速度 为零时，下降的距离最大．设下降的最大距离为h ，由机械能守恒定律得 解得（另解h=0舍去）(2)系统处于平衡状态时，两小环的可能位置为 a ． 两小环同时位于大圆环的底端． b ．两小环同时位于大圆环的顶端．c ．两小环一个位于大圆环的顶端，另一个位于大圆环的底端．d ．除上述三种情况外，根据对称性可知，系统如能平衡，则两小圆环的位置一定关于大圆环竖直对称轴对称．设平衡时，两小圆环在大圆环竖直对称轴两侧α角的位置上(如图所示)．对于重物，受绳子拉力与重力作用，有T=mg对于小圆环，受到三个力的作用，水平绳的拉力T 、竖直绳子的拉力T 、大圆环的支持力N.两绳子的拉力沿大圆环切向的分力大小相等，方向相反得α=α′, 而α+α′=90°，所以α=45 °例4.如图质量为m 1的物体A 经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m 2的物体B 相连，弹簧的劲度系数为k ，A 、B 都处于静止状态。
专题06 机械能-2023年高考物理二轮复习全攻略
机械能复习方略考纲定位 (2)知识重现 (2)规律总结 (5)一、常用结论 (5)二、规律应用 (6)三．本章考试题型归纳与分析 (7)四．能量为核心的综合应用问题 (7)列表总结本章 (7)机械能 (8)2022年考高真题练习 (9)参考答案 (14)考纲定位高考命题点 考纲要求高考真题1.功和功率 理解功和功率．了解生产生活中常见机械的功率大小及其意义.见2022年高考真题练习2.动能和动能定理理解动能和动能定理．能用动能定理解释生产生活中的现象.3.重力势能和弹性势能理解重力势能，知道重力势能的变化与重力做功的关系．定性了解弹性势能.4.机械能守恒定律通过实验，验证机械能守恒定律．理解机械能守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性．能用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题.5.能量守恒定律理解能量守恒定律，能用能量守恒的观点解释自然现象，体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一.知识重现一、功和功率 1．功(1)表达式W ＝Fl cos α，α是力F 与位移l 的方向夹角．适用于恒力做功的计算，可理解为力F 乘以沿力方向的位移l cos α，也可理解为位移l 乘以沿位移方向的分力F cos α. (2)功的正负：功是标量，但有正负之分，功的正负可用来判断动力对物体做功还是阻力对物体做功．(3)一对作用力与反作用力做功：作用力与反作用力分别作用在两个不同的物体上，这两个物体各自发生的位移并不确定．当作用力做功时，反作用力可能做功也可能不做功，可能做正功也可能做负功． 2．功率的两个公式(1)P ＝Wt.所求出的功率是时间t 内的平均功率．(2)P ＝Fv cos α.其中α是F 与v 方向的夹角；若v 取瞬时速度，则对应的P 为瞬时功率；若v 取平均速度，则对应的P 为平均功率．注意：发动机的功率指发动机的牵引力F 的功率，而不是汽车所受合外力的功率，因牵引力与速度同向，故有P ＝Fv . 3．机车启动的两种典型方式恒定功率启动 恒定加速度启动图象OA 过 程分析P 不变：P v F v↑⇒=↓ F F a m-⇒=↓阻加速度减小的加速直线运动a 不变：F F a m-=阻⇒F 不变v ↑⇒P Fv =↑1P Fv ⇒=额匀加速直线运动，维持时间10v t a=AB 过 程分析m F F =0a ⇒=m Pv F ⇒=阻做速度为v m 的匀速直线运动P F F v F a vm-↑⇒=↓⇒=↓额阻加速度减小的加速度直线运动，在B 点达到最大速度，m P v F =额阻二、动能定理 1．动能(1)定义式：E k ＝12mv 2，v 为物体相对地的速度．(2)标量：物体的速度变化，动能不一定变化，如匀速圆周运动．物体的动能变化，速度(大小)一定发生变化． 2．动能定理(1)内容：力对物体所做的总功等于物体动能的变化． (2)表达式：W ＝ΔE k ＝E k2－E k1.注意：动能定理表达式是一个标量式，不能在某个方向上应用动能定理．三、机械能守恒定律 1．重力势能(1)表达式：E p ＝mgh ，是标量，但有正负，正负表示物体的重力势能比它在零势能面上大还是小．(2)特点：是地球和物体共有的，其大小与零势能面的选取有关．重力势能的变化是绝对的，与零势能面的选取无关．(3)重力做功与重力势能变化的关系：W G＝E p1－E p2.2．弹性势能(1)特点：物体由于发生弹性形变而具有的能量．弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关．(2)弹力做功与弹性势能变化的关系：W弹＝E p1－E p2.3．机械能守恒定律的内容在只有重力(或系统内弹力)做功的情况下，物体系统内的动能和重力势能(或弹性势能)发生相互转化，而机械能的总量保持不变．4．机械能守恒定律的表达式(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．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．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．注意：应用守恒式时需要规定重力势能的零势能面，应用转化式或转移式时则不必规定重力势能的零势能面．四、功能关系和能量守恒1．功能关系的应用关键在于将对“功”(或“能量转化”)的求解转化为对“能量转化”(或“功”)的求解，特别是涉及机械能、动能和内能三种能量转化过程的分析．几种常用的功能关系如下：(1)外力对物体所做的总功等于物体动能的增量，即W总＝ΔE k＝E k2－E k1(动能定理)．(2)重力做功对应重力势能的减少量，即W G＝－ΔE p＝E p1－E p2.重力做多少正功，重力势能就减少多少；重力做多少负功，重力势能就增加多少．(3)弹力做功对应弹性势能的减少量，即W弹＝－ΔE p＝E p1－E p2.弹力做多少正功，弹性势能就减少多少；弹力做多少负功，弹性势能就增加多少．(4)除重力或弹力以外的其他力做的功与物体机械能的增量相对应，即W其他＝ΔE＝E2－E1.2．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，除物体的动能、势能外，还涉及内能、电能等其他形式的能量参与转化．对能量守恒定律的两种理解如下：(1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等．(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．规律总结一、常用结论1. 求机械功的途径： （1）用定义求恒力功。
物理高考复习课件-机械能守恒定律 功能关系
1 2
mv12
滑块B在水平面上滑动的过程中;根据动能定理得：
mgs1 2mv2 21 2mv12
由于滑块B与小球A的碰撞交换速度;所以碰后A球的速度:vA=v2
碰撞后;小球恰好能在竖直面内做圆周运动;圆周运动过程中
机械能守恒;在最高点时;满足
1 2m v 2 A2 m g L 1 2m v 2 A ,m gm v L 2 A
1若滑块B从斜面某一高度h处由静止滑下与小球发生弹性碰撞 后碰后A、B交换速度;使小球恰好在竖直平面内做圆周运动;求 此高度h& 2若滑块B从h′=5 m处由静止滑下;求滑块B与小球碰后碰后A、 B交换速度;小球达到最高点瞬间绳子对小球的拉力&
解析1滑块B从静止滑下的过程中;机械能守恒;则：
mgh
E k1 2m ( v0 2ghv 2 0 2g hgh)23 2m gh
⑥
当⑥式中的平方项为零时;即 v0 时g;动h 能Ek最小&
最小的动能
Ekmin
3mgh。 2
答案：1
1 2
m(v02
4g2h2
v02
) gh
2 gh
3 mgh
2
拓展提升 考题透视对于机械能守恒定律与力学的综合这一考点的考查;经 常出现在理综压轴题中;综合性比较强;难度一般较大;物体的运 动过程复杂或运动阶段繁多&出题角度多从机械能守恒定律与 抛体运动或竖直面内圆周运动等运动规律相联系&
解析1设此人在空中做平抛运动的时间为t;运动到另一侧坡面的
落点坐标为x;y;则有x=v0t
①
2h y 1 gt2
②
2
依题意有：y 1 x 2
③
2h
高考物理二轮专题复习第部分专题知识攻略机械能守恒定律 功能关系课件新人教
(3)选取恰当的参考平面，确定研究对象在初、末状态的机械能． (4)选取机械能守恒的某种表达式，列方程求解．
【针对训练 1】 (多选)如图所示，将质量为 2m 的重物悬挂在轻绳 的一端，轻绳的另一端系一质量为 m 的环，环套在竖直固定的光滑直杆 上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为 d，杆上的 A 点与定滑轮等高， 杆上的 B 点在 A 点下方距离为 d 处．现将环从 A 处由静止释放，不计一 切摩擦阻力，下列说法正确的是( )
【针对训练 2】 如图所示，在竖直平面内有一半径为 R 的圆弧轨道，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 到 B 的运动过程中( ) A．重力做功 2mgR B．机械能减少 mgR C．合力做功 mgR D．克服摩擦力做功12mgR
3．当涉及摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能的转化和 守恒定律，摩擦产生的内能Q＝Ffx相对，x相对为相对滑动的两物体间相 对滑行路径的总长度．
[例3] (2014年济南二模)利用弹簧弹射和皮带传动装置可以将工 件运送至高处．如图所示，已知传送轨道平面与水平方向成37°角， 倾角也是37°的光滑斜面轨道固定于地面且与传送轨道良好对接，弹 簧下端固定在斜面底端，工件与皮带间的动摩擦因数μ＝0.25.皮带传动 装置顺时针匀速转动的速度v＝4 m/s，两轮轴心相距L＝5 m，B、C分 别是传送带与两轮的切点，轮缘与传送带之间不打滑．现将质量m＝1 kg的工件放在弹簧上，用力将弹簧压缩至A点后由静止释放，工件离 开斜面顶端滑到皮带上的B点时速度v0＝8 m/s，AB间的距离x＝1 m．工件可视为质点，g取10 m/s2.(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：
机械能守恒定律。思维导图(功能关系)
机械能守恒定律。
思维导图(功能关系)
本文介绍机械能守恒定律的思维导图功能关系。
机械能守恒定律是物理学中重要的基本定律之一，它描述了一个封闭系统中机械能的守恒。
在系统内，机械能的总和始终保持不变。
这个定律对于解决许多物理问题非常有用。
在思维导图中，机械能守恒定律可以被表示为一个中心节点，周围连接着各种相关的概念和公式。
这些概念包括动能、势能、机械能损失等等。
这些公式可以用来计算机械能的各种方面，例如物体的速度、高度和动能等等。
另一个与机械能守恒定律相关的概念是功。
功是力在物体上所做的功率和时间的乘积。
在机械能守恒定律中，功可以被用来计算机械能的变化。
例如，当一个物体从高处下落时，重力会对它做功，使得它的动能增加，但同时势能减少。
这个过程中机械能守恒，因为机械能的总和保持不变。
机械能守恒定律在物理学中有着广泛的应用。
例如，在机械工程中，它可以被用来计算机械系统的效率和损失。
在天文学中，它可以被用来研究行星和卫星的运动。
在力学中，它可以被用来解决各种问题，例如弹性碰撞和摩擦等等。
总之，机械能守恒定律是物理学中非常重要的一个定律，它描述了一个封闭系统中机械能的守恒。
在思维导图中，它可以被表示为一个中心节点，周围连接着各种相关的概念和公式。
这些概念和公式可以被用来解决各种物理问题，例如机械工程、天文学和力学等等。
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高效演练1.(2020·天水一模)下列说法正确的是( )A.物体做匀速直线运动,机械能一定守恒B.物体所受的合力不做功,机械能一定守恒C.物体所受的合力不等于零,机械能可能守恒D.物体所受的合力等于零,机械能一定守恒【解析】选C。
物体若在竖直方向向上做匀速直线运动,动能不变,重力势能增加,机械能增大,机械能不守恒,A错误;物体所受的合力不做功,由动能定理可知,物体的动能是不变的,若运动在竖直方向上,重力势能是变化的,机械能不守恒,B 错误;不管物体所受的合力是不是等于零,但除重力之外没有其他力做功,机械能就守恒,若除重力之外其他力做功不为零,机械能就不守恒,C正确,D错误。
2.(2020·泉州模拟)如图甲所示,倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行。
t=0时,将质量m=1kg的物体(可视为质点)轻放在传送带上,物体相对地面的v-t图像如图乙所示。
设沿传送带向下为正方向,重力加速度g 取10m/s2,则( )A.传送带的速率v0=12m/sB.传送带的倾角θ=30°C.物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.4D.0～2.0s摩擦力对物体做功W f=-24J【解析】选D。
物体先以a1=10m/s2的加速度匀加速下滑,速度达到10m/s即传送带的运动速率v0,然后以a2=2m/s2加速下滑,A错;据牛顿第二定律可得a1=g(sinθ+μcosθ),a2=g(sinθ-μcosθ),解得θ=37°,μ=0.5,B、C错;据动能定理可得0～2.0s摩擦力对物体做功W f=-24J,D正确。
3.将三个木板1、2、3固定在墙角,木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形,如图所示,其中1与2底边相同,2和3高度相同。
现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放,并沿斜面下滑到底端,物块与木板之间的动摩擦因数μ均相同。
在这三个过程中,下列说法不正确的是( )A.沿着1和2下滑到底端时,物块的速度不同;沿着2和3下滑到底端时,物块的速度相同B.沿着1下滑到底端时,物块的速度最大C.物块沿着3下滑到底端的过程中,产生的热量是最多的D.物块沿着1和2下滑到底端的过程中,产生的热量是一样多的【解析】选A。
设木板与底边夹角为α,底边长为d,则物块下滑克服摩擦力做功,W f=μF N·L=μmgcosα·错误!未找到引用源。
=μmgd,得C、D对;由动能定理mgh-W f=错误!未找到引用源。
mv2得A错,B对。
4.如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环,圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在地面上的A点,弹簧处于原长h。
让圆环沿杆滑下,滑到杆的底端时速度为零。
则在圆环下滑过程中( )A.圆环机械能守恒B.弹簧的弹性势能先增大后减小C.弹簧的弹性势能变化了mghD.弹簧的弹性势能最大时圆环动能最大【解析】选C。
圆环受到重力、支持力和弹簧的弹力作用,支持力不做功,故环的机械能与弹簧的弹性势能总和保持不变,故全过程弹簧的弹性势能变化量等于环的机械能变化量, C正确。
圆环的机械能不守恒,A错误。
弹簧垂直杆时弹簧的压缩量最大,此时圆环有向下的速度,故此时弹性势能比末状态的弹性势能小,即最终状态弹簧被拉长,且弹性势能达到最大,此时圆环的动能为零,所以弹性势能是先增加后减小最后又增大,B、D错误。
【总结提升】应用机械能守恒定律解题时的三点注意(1)注意研究对象的选取:研究对象的选取是解题的首要环节,有的问题选单个物体(实为一个物体与地球组成的系统)为研究对象机械能不守恒,但选此物体与其他几个物体组成的系统为研究对象,机械能却是守恒的。
(2)注意研究过程的选取:有些问题研究对象的运动过程分几个阶段,有的阶段机械能守恒,而有的阶段机械能不守恒。
因此,在应用机械能守恒定律解题时要注意过程的选取。
(3)注意机械能守恒表达式的选取:守恒观点的表达式适用于单个或多个物体机械能守恒的问题,解题时必须选取参考平面。
而后两种表达式都是从“转化”和“转移”的角度来反映机械能守恒的,不必选取参考平面。
5.节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。
有一质量m=1000kg的混合动力轿车,在平直公路上以v1=90km/h匀速行驶,发动机的输出功率为P=50kW。
当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时,保持发动机功率不变,立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电,使轿车做减速运动,运动L=72m后,速度变为v2=72km/h。
此过程中发动机功率的错误!未找到引用源。
用于轿车的牵引,错误!未找到引用源。
用于供给发电机工作,发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能。
假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变。
求:(1)轿车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶时,所受阻力F阻的大小;(2)轿车速度从90km/h减速到72 km/h的过程中,获得的电能E电;(3)轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电维持72km/h匀速运动的距离L′。
【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)牵引轿车的功率恒定,轿车的运动不是匀变速直线运动;(2)由动能定理求出发动机输出的总能量,从而求出输送给发电机的总能量。
【解析】(1)轿车牵引力与输出功率关系P=F牵v,将P=50kW,v1=90km/h=25 m/s 代入得F牵=错误!未找到引用源。
=2×103N当轿车匀速行驶时,牵引力与阻力大小相等,有F阻=2×103N(2)在减速过程中,注意到发动机只有错误!未找到引用源。
P用于轿车的牵引。
根据动能定理得:错误!未找到引用源。
Pt-F阻L=错误!未找到引用源。
m错误!未找到引用源。
-错误!未找到引用源。
m错误!未找到引用源。
代入数据解得:Pt=1. 575×105J电源获得的电能为E电=50%×错误!未找到引用源。
Pt=6.3×104J(3)根据题意,轿车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力仍为F阻=2×103N。
在此过程中,由能量转化及守恒定律可知,仅有电能用于克服阻力做功,E电=F阻L′代入数据得L′=31.5m。
答案:(1)2×103N (2)6.3×104J (3)31.5 m 关闭Word文档返回原板块高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题1．两个质量相差悬殊的天体(如地球和月球)所在同一平面上有5个特殊点，如图中的L1、L2、L3、L4、L5所示，人们称之为拉格朗日点。
若飞行器位于这些点上，会在地球和月球共同引力作用下，几乎不消耗燃料而保持与月球同步绕地球做圆周运动。
2019年1月3日，“嫦娥四号”成功着陆在月球背面，而它的探测器定点于L2点，下列说法正确的是A．探测器在L2点处于平衡状态B．探测器在L2点所受地球和月球引力的合力比在L1点小C．探测器与月球绕地球做圆周运动的周期之比等于它们的轨道半径之比D．探测器与月球绕地球做圆周运动的线速度之比等于它们的轨道半径之比2．如图所示，斜面静止于粗糙水平面上，质量为m的小物块P恰好能沿斜面匀速下滑，该过程斜面保持静止。
现给P施加一沿斜面向下的推力F，使P沿斜面匀加速下滑。
施加F后，下列说法不正确的是A．斜面对P的支持力和摩擦力都不变 B．P对斜面的作用力方向竖直向下C．水平面对斜面的支持力增大 D．小物块的加速度为a=F/m3．如图所示，真空中位于x轴上的两个等量负点电荷，关于坐标原点O对称。
下列关于E随x变化的图像正确的是A．B．C．D．4．一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示.容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是( )A．A点的电场强度比B点的大B．小球表面的电势比容器内表面的低C．B点的电场强度方向与该处内表面垂直D．将检验电荷从A点沿不同路径移到B点，电场力所做的功不同5．如图所示，质量为M的木块位于光滑水平面上，在木块与墙之间用轻弹簧连接，开始时木块静止在A 位置．现有一质量为m的子弹以水平速度v0射向木块并嵌入其中，则当木块回到A位置时的速度v以及此过程中墙对弹簧的冲量I的大小分别为（）A．，B．，C．，D．，6．如图所示是网球发球机，某次室内训练时将发球机放在距地面一定的高度，然后向竖直墙面发射网球。
假定网球水平射出，某两次射出的网球碰到墙面时与水平方向夹角分别为30°和60°，若不考虑网球在空中受到的阻力，则（）A．两次发射的初速度之比为3:1B．碰到墙面前空中运动时间之比为1:3。