考点05 动能定理和机械能守恒定律-2021年高考物理核心考点总动员(解析版)【高考物理专题】

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高考物理机械能守恒知识点梳理

高考物理机械能守恒知识点梳理
(一)能、势能、动能的概念
(二)功
1功的定义、定义式及其计算
2正功和负功的判断：力与位移夹角角度、动力学角度(三)功率
1功率的定义、定义式
2额定功率、实际功率的概念
3功率与速度的关系式：瞬时功率、平均功率
4功率的计算：力与速度角度、功与时间角度
(四)重力势能
1重力做功与路径无关
2重力势能的表达式
3重力做功与重力势能的关系式
4重力势能的相对性：零势能参考平面
5重力势能系统共有
(五)动能和动能定理
1动能的表达式
2动能定理的内容、表达式
(六)机械能守恒定律：内容、表达式
机械能守恒重点考察内容、要求及方式
1正负功的判断：夹角角度、动力学角度：力对物体产
生的加速度与物体运动方向一致或相反，导致物体加速或减速，动能增大或减小(选择、判断)
2功的计算：重力做功、合外力做功(动能定理或功的定义角度)(填空、计算)
3功率的计算：力与速度角度、功与时间角度(填空、计算)
4机车启动模型：功率与速度、力的关系式;运动学规律(填空、计算)
5动能定理与受力分析：求牵引力、阻力;要求正确受力分析、运动学规律(计算)
6机械能守恒定律应用：机械能守恒定律表达式、设定零势能参考平面;求解动能、高度等。

高中物理机械能及守恒定律专题及解析

高中物理机械能及守恒定律专题及解析高中物理机械能及守恒定律专题及解析一、机械能的概念及计算公式机械能是指一个物体同时具有动能和势能的能量，它是物体运动时的总能量。

机械能可以通过以下公式计算：机械能 = 动能 + 势能其中，动能的公式为：动能 = 1/2 ×质量 ×速度²势能的公式为：势能 = 质量 ×重力加速度 ×高度二、机械能守恒定律的表述及应用机械能守恒定律指的是，在一个封闭系统中，如果只有重力做功，没有其他非保守力做功，那么该系统的机械能守恒，即机械能的总量不会发生变化。

这一定律可以通过以下实验进行验证：将一个小球从一定高度上自由落下，当小球下落到一定高度时，用一个弹性绳接住小球，使其反弹上升，然后再次自由下落。

实验结果表明，当小球反弹的高度恰好等于初始下落高度时，机械能守恒定律成立。

在实际应用中，机械能守恒定律常常用于解决与能量转换和效率有关的问题。

例如，我们可以利用机械能守恒定律计算斜面上物体的滑动速度或滑动距离，来评估机械装置的效率。

此外，机械能守恒定律还可以用于解决弹簧振子、单摆等周期性运动问题。

三、机械能守恒定律的应用实例分析1. 斜面上物体滑动问题假设一个物体从斜面的顶端自由滑下，忽略空气阻力和摩擦力，那么当物体滑到斜面的底端时，动能和势能的变化可以用机械能守恒定律来表达。

设物体的质量为m，斜面的高度差为h，斜面的倾角为θ。

假设物体在斜面上的速度为v，那么动能和势能的变化可以表示为：动能的变化：ΔK = K(终) - K(始) = 1/2 × m × v² - 0 = 1/2 × m ×v²势能的变化：ΔU = U(终) - U(始) = m × g × h × sinθ - 0 = m × g× h × sinθ根据机械能守恒定律，动能的变化等于势能的变化，即：1/2 × m × v² = m × g × h × sinθ通过求解上述方程，可以得到物体在斜面上的滑动速度v的数值。

高一物理《动能定理和机械能守恒定律的综合应用》知识点总结

高一物理《动能定理和机械能守恒定律的综合应用》知识点总结
一、动能定理和机械能守恒定律的比较
规律
比较
机械能守恒定律
－ΔEp
ΔEA＝－ΔEB
W＝ΔEk
使用范围
只有重力或弹力做功
无条件限制
研究对象
物体与地球组成的系统
质点
物理意义
重力或弹力做功的过程是动能与势能转化的过程
合外力对物体做的功是动能变化的量度
应用角度
守恒条件及初、末状态机械能的形式和大小
动能的变化及合外力做功情况
选用原则
(1)无论直线运动还是曲线运动，条件合适时，两规律都可以应用，都要考虑初、末状态，都不需要考虑所经历过程的细节
(2)能用机械能守恒定律解决的问题都能用动能定理解决；能用动能定理解决的问题不一定能用机械能守恒定律解决
(3)动能定理比机械能守恒定律应用更广泛、更普遍
二、动能定理和机械能守恒定律的综合应用
动能定理和机械能守恒定律，都可以用来求能量或速度，但侧重点不同，动能定理解决物体运动，尤其计算对该物体的做功时较简单，机械能守恒定律解决系统问题往往较简单，两者的灵活选择可以简化运算过程．

【高考复习】2021年高考物理必考点：机械能守恒综述

【高考复习】2021年高考物理必考点：机械能守恒综述机械能守恒定律是历年高考的必考内容，2021年高考只有十天的备考时间了，笔者近期把高考的必考点给同学们做一个梳理。

机械能守恒定律综述：机械能守恒定律的两种表述（1）在只有重力或弹力做功的情形下，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）如果没有摩擦和介质阻力，当物体只转换动能和势能时，机械能的总量保持不变。

机械能守恒定律的理解① 机械能守恒定律的研究对象必须是系统，至少包括地球。

通常我们说“球的机械能守恒”必须包括地球，因为重力势能由球和地球共享。

此外，球的动能中使用的V也是相对于地面的速度。

②当研究对象（除地球以外）只有一个物体时，往往根据是否“只有重力或弹力做功”来判定机械能是否守恒；当研究对象（地球除外）由多个对象组成时，机械能Wuli通常根据是否存在“无摩擦和介质阻力”以及in是否守恒来确定。

③“只有重力或弹力做功”不等于“只受重力或弹力作用”。

在这个过程中，物体可能会受到其他力（如支撑力、压力、静电场力等）的影响，只要这些力不做功，或者所做功的代数和为零，就可以认为“只有重力做功”。

机械能守恒定律的表达形式⑴ep+ek=ep′+ek′；ep是势能的两种形式。

⑵δep+δek=0；δe1+δe2=0；wuli.in∑e增=∑e减配方奶粉使用注意事项用⑴时，首先需要规定好重力势能的零势能面（参考平面）。

使用时⑵, 由于重力势能的变化与参考面的选择无关，因此无需指定重力势能的参考面。

王尚先生建议学生使用∑e增加=∑ e减少以解决问题。

这样，只要把增加的机械能和减少的机械能写出来，方程就会自然地列出来。

此外，该方法避免了指定零势能面。

（文/王尚）。

高中物理必修2动能定理和机械能守恒定律复习

高中物理必修2动能定理、机械能守恒定律复习考纲要求1、动能定理（Ⅱ）2、做功与动能改变的关系（Ⅱ）3、机械能守恒定律（Ⅱ）知识归纳1、动能定理（1）推导：设一个物体的质量为m ，初速度为V 1，在与运动方向相同的恒力F 作用下，发生了一段位移S ，速度增加到V 2，如图所示。

在这一过程中，力F 所做的功W=F ·S ，根据牛顿第二定律有F=ma ；根据匀加速直线运动的规律，有：V 22－V 13=2aS ，即aV V S 22122-=。

可得：W=F ·S=ma ·2122212221212mV mV a V V -=- （2）定理：①表达式 W=E K2－E K1 或 W 1＋W 2＋……W n =21222121mV mV - ②意义做功可以改变物体的能量—所有外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。

ⅰ、如果合外力对物体做正功，则E K2＞E K1 ，物体的动能增加；ⅱ、如果合外力对物体做负功，则E K2＜E K1 ，物体的动能减少；ⅱ、如果合外力对物体不做功，则物体的动能不发生变化。

（3）理解：①外力对物体做的总功等于物体动能的变化。

W 总=△E K =E K2－E K1 。

它反映了物体动能变化与引起变化的原因——力对物体做功的因果关系。

可以理解为外力对物体做功等于物体动能增加，物体克服外力做功等于物体动能减少。

外力可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是任何其他力，但物体动能的变化对应合外力的功，而不是某一个力的功。

②注意的动能的变化，指末动能减初动能。

用△E K 表示动能的变化，△E K ＞0，表示动能增加；△E K ＜0，表示动能减少。

③动能定理是标量式，功和动能都是标量，不能利用矢量法则分解，故动能定理无分量式。

（4）应用：①动能定理的表达式是在恒力作用且做匀加速直线运动的情况下得出的，但它也适用于减速运动、曲线运动和变力对物体做功的情况。

②动能定理对应的是一个过程，并且它只涉及到物体初末态的动能和整个过程中合外力的功，它不涉及物体运动过程中的加速度、时间和中间状态的速度、动能，因此用它处理问题比较方便。

专题12动能定理和机械能守恒定律(解析版)-三年(2022-2024)高考物理真题分类汇编(通用)

专题12动能定理和机械能守恒定律考点01动能和动能定理1..（2024年高考福建卷）先后两次从高为 1.4m OH =高处斜向上抛出质量为0.2kg m =同一物体落于12Q Q 、，测得128.4m,9.8m OQ OQ ==，两轨迹交于P 点，两条轨迹最高点等高且距水平地面高为3.2m ，下列说法正确的是（）A.4B.第一次过P 点比第二次机械能少1.3JC.落地瞬间，第一次，第二次动能之比为72:85D.第二次抛出时速度方向与落地瞬间速度方向夹角比第一次大【参考答案】B【名师解析】第一次斜抛出物体上升的高度为h 1=3.2m-1.4m=1.8m 逆向思维为平抛运动，可得h 1=2112gt 上，解得上升时间t 1上=0.6s 最高点距离水平地面高度为h 0=3.2m ，由平抛运动规律，h 0=2112gt 下，解得下落时间t 1下=0.8s 第一次抛出上升时间，下降时间比值为t 1上׃t 1下=0.6׃0.8=3׃4，A 错误。

两条轨迹最高点等高，故可知两次从抛出到落地的时间相等，从抛出到落地的时间为t=t 1上+׃1下=0.6+0.8=1.4s第一次抛出时水平方向的分速度为v x 1=OQ 1/t=6m/s 第二次抛出时水平方向的分速度为v x 2=OQ 2/t=7m/s由于两条轨迹最高点等高，故抛出时竖直方向的分速度相等为1y v gt =上=6m/s 物体斜抛运动机械能守恒，故物体第一次过P 点比第二次机械能少△E=2212x mv -2112x mv =1.3J ，B 正确；物体从抛出到落地瞬间的过程，由动能定理，故落地瞬间，第一次，第二次动能之比为100׃113，C 错误；根据前面分析可知，两次抛出时竖直方向的分速度相等，两次落地时物体在竖直方向的分速度也相等。

由于第一次抛出时水平分速度较小，故可知第一次抛出时初速度与水平方向的夹角较大，第一次落地时速度与水平方向的夹角也较大，故第二次抛出时速度方向与落地瞬间速度方向夹角比第一次小，D 错误。

2024高考物理复习专题06 机械能守恒定律能量守恒定律(讲义)(解析版)

量转化等问题
知积建构
机械能· 机械能是否守恒的三种判断方法
机械能与图象结合的问题，应用机械能守恒定律解题的一般步骤
系统机械能守恒的三种表示方式· 多物体系统的机械能守恒问题
机械能及守恒的判断
机械能守恒定律
能量守恒定律
机械能守恒定律的应用
能量守恒定律
及其应用
涉及弹簧的能量问题摩擦力做功的能量问题
可知铅球速度变大，则动能越来越大，ＣＤ错误。故选Ｂ。
２．（２０２１·全国·高考真题）如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系（可视为惯性系）中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统（）
Ａ．弹性绳刚伸直时，运动员开始减速
Ｂ．整个下落过程中，运动员的机械能保持不变Ｃ．整个下落过程中，重力对运动员所做的功大于运动员克服弹性绳弹力所做的功
Ｄ．弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大
【答案】Ｄ【详解】Ａ．弹性绳刚伸直时，此时运动员的重力大于弹性绳的弹力，加速度向下，运动员仍加速运动，故Ａ错误；Ｂ．整个下落过程中，运动员连同弹性绳的机械能总和不变，但是整个下落过程中随着弹性绳的弹性势能增大，运动员的机械能在减小，故Ｂ错误；Ｃ．整个下落过程中，初末状态运动员的速度均为零，重
３．板块问题……………………………………２０
４．传送带问题……………………………………２１题型特训·命题预测…２１考向一能量转化及守恒定律的综合应用………２１
考向二涉及弹簧的能量问题……………………２２
考向三涉及板块、传送带的能量问题…………２４

专题六机械能守恒定律(讲解部分)—2021版新课标版高考物理复习ppt优质课件

专题六机械能守恒定律(讲解部分)—2021 版新课标版高考物理复习ppt 优质课件
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(1)拉力F做的功。 (2)重力mg做的功。 (3)圆弧面对物体的支持力FN做的功。 (4)圆弧面对物体的摩擦力Ff做的功。解题导引 (1)拉力F大小不变,但方向不断改变→变力功→用微元法。 (2)重力做功与路径无关,与始末位置高度差有关。 (3)支持力与速度方向垂直不做功。 (4)摩擦力为变力,可用动能定理求其做功。
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考点二动能定理、机械能守恒定律及其应用
一、动能
考向基础
1.动能的定义:物体由于运动所具有的能。
2.动能的计算公式为Ek=
专题六机械能守恒定律(讲解部分)—2021 版新课标版高考物理复习ppt 优质课件
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速度,中学物理中一般取地面为参考系。三、重力做功的特点由于重力的方向始终竖直向下,因而在物体运动过程中,重力的功只取决于初、末位置的高度差,与物体的运动路径无关。四、势能 1.重力势能 (1)由物体所处位置的高度决定的能量,称为重力势能。一个质量为m的物体,被举高到高度为h处,具有的重力势能为:Ep=mgh。 (2)重力势能是地球和物体组成的系统共有的,而不是物体单独具有的。 (3)重力势能Ep=mgh是相对的,式中的h是物体的重心到参考平面(零势能面)的高度,若物体在参考平面以上,则重力势能为正值;若物体在参考平面以下,则重力势能为负值,通常选择地面作为参考平面。

2021届高考物理考前特训：机械能守恒定律 1 (解析版)

机械能守恒定律【原卷】1．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 球的速度一定小于Q 球的速度B ．P 球的动能一定小于Q 球的动能C ．P 球所受绳的拉力一定大于Q 球所受绳的拉力D ．P 球的向心加速度一定小于Q 球的向心加速度2．如图所示，一个质量为M 、长为L 的木板B 静止在光滑水平面上，其右端放有可视为质点的质量为m 的滑块A ，现用一水平恒力F 作用在滑块上，使滑块从静止开始做匀加速直线运动。

滑块和木板之间的摩擦力为f F ，滑块滑到木板的最左端时，木板运动的距离为x ，此过程中，下列说法正确的是（）A ．滑块A 到达木板B 最左端时具有的动能为()()f F F L x -+B ．滑块A 到达木板B 最左端时木板B 具有的动能为f F LC ．滑块A 克服摩擦力所做的功为f F xD ．滑块A 和木板B 增加的机械能为()f F L x F L +-3．如图所示，有两个物块，质量分别为1m 、2m ，2m 是1m 的两倍，用轻绳将两个物块连接在滑轮组上，滑轮的质量不计，轻绳与滑轮的摩擦也不计。

现将两滑块从静止释放，1m 上升一小段距离h 高度。

在这一过程中，下列说法正确的是（）A ．1m 和2m 重力势能之和不变B ．1m 上升到h 位置时的速度为23gh C ．轻绳的拉力大小为123m gD ．轻绳对1m 和2m 的功率大小不相等4．如图所示，轻弹簧一端固定于挡板P ，另一端与物块A 栓接，A 通过轻质细绳绕过定滑轮与套在竖直杆的物块B 相连。

开始时托住B ，细绳伸直且无张力，OA 平行于斜面。

现由静止释放B ，当弹簧恢复原长时B 的速度为B v ，细绳与杆的夹角为θ，不计一切摩擦，则此过程中（）A ．物块A 与B 组成的系统机械能守恒B ．当B 到达C 点时，A 速度的大小为B sin v θC ．弹簧弹性势能的减少量等于A B 、系统机械能的增加量D ．重力对B 做功的平均功率大于拉力对B 做功的平均功率5．一边长为L 、质量分布均匀的正方形板ABCD 重为G ，现将此板的右下方裁去边长为2L 的小正方形。

秘籍06 动能定理、机械能守恒定律和功能关系-备战2023年高考物理抢分秘籍(解析版)

秘籍06动能定理、机械能守恒和功能关系高考预测概率预测☆☆☆☆☆题型预测选择题、计算题☆☆☆☆☆考向预测动力学和功能关系的综合应试秘籍能量观点是物理观念和科学思维的重要组成部分，高考中动能定理、机械能守恒定律和功能关系的考查分量比较重。

高考中，要灵活应用牛顿运动定律和能量观点解决机械运动的实际问题。

1．从考点频率看，动能定理、机械能守恒定律和功能关系是高频考点、必考点，所以必须完全掌握。

2．从题型角度看，可以是选择题、计算题其中小问，分值10分左右，着实不少！一、动能定理及其应用动能定理是高中物理知识中一个重要的定理，也是高考的热点题型。

动能定理是利用状态量来描述过程量，因此应用动能定理来解题时，只需要考虑始末运动状态，无需关注运动过程中的细节变化，这样更为简捷。

1．适用条件(1)(2)动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功．(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分阶段作用．2．解题流程3．注意事项(1)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系．(2)当物体的运动包含多个不同过程时，可分段应用动能定理求解；也可以全过程应用动能定理求解．(3)动能是标量，动能定理是标量式，解题时不能分解动能．二、机械能守恒定律及其应用在经典模型中的机械能守恒，可以分为单物体模型和多物体模型，考察形式一般是综合运用动能定理、机械能守恒定律和动量守恒定律，结合动力学方法解决直线运动、抛体运动、圆周运动、多运动过程问题，试题中通常出现难度较大的选择题和综合性较强的计算题，命题情景新，密切联系实际，综合性强，突出考查考生综合运用物理规律解决实际问题的能力。

1．表达式2．应用机械能守恒定律解题的一般步骤三、常见的功能关系能量功能关系表达式势能重力做功等于重力势能减少量W ＝E p1－E p2＝－ΔE p弹力做功等于弹性势能减少量静电力做功等于电势能减少量分子力做功等于分子势能减少量一．动能定理与图像问题的结合1．解决图像问题的基本步骤(1)观察题目给出的图像，弄清纵坐标、横坐标所对应的物理量及图线所表示的物理意义． (2)根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的函数关系式．(3)将推导出的物理规律与数学上与之相对应的标准函数关系式相对比，找出图线的斜率、截距、图线的交点、图与坐标轴围成的面积等所表示的物理意义，分析解答问题，或者利用函数图线上的特定值代入函数关系式求物理量． 2．图像所围“面积”和图像斜率的含义核心素养提升二、经典模型中的机械能守恒1．解决多物体系统机械能守恒的注意点(1)对多个物体组成的系统，要注意判断物体运动过程中系统的机械能是否守恒．一般情况为：不计空气阻力和一切摩擦，系统的机械能守恒．(2)注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关系．(3)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．2．几种实际情景的分析(1)速率相等情景注意分析各个物体在竖直方向的高度变化．(2)角速度相等情景①杆对物体的作用力并不总是沿杆的方向，杆能对物体做功，单个物体机械能不守恒．②由v＝ωr知，v与r成正比．(3)某一方向分速度相等情景(关联速度情景)两物体速度的关联实质：沿绳(或沿杆)方向的分速度大小相等．3.含弹簧的系统机械能守恒问题(1)．通过其他能量求弹性势能根据机械能守恒，列出方程，代入其他能量的数值求解．(2)．对同一弹簧，弹性势能的大小由弹簧的形变量决定，弹簧伸长量和压缩量相等时，弹簧弹性势能相等．(3)．物体运动的位移与弹簧的形变量或形变量的变化量有关．三、功能关系的理解1．功的正负与能量增减的对应关系(1)物体动能的增加与减少要看合外力对物体做正功还是做负功．(2)势能的增加与减少要看对应的作用力(如重力、弹簧弹力、静电力等)做负功还是做正功．(3)机械能的增加与减少要看重力和弹簧弹力之外的力对物体做正功还是做负功．2．摩擦力做功的特点(1)一对静摩擦力所做功的代数和总等于零；(2)一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值，差值为机械能转化为内能的部分，也就是系统机械能的损失量；(3)说明：无论是静摩擦力还是滑动摩擦力，都可以对物体做正功，也可以做负功，还可以不做功．3．应用能量守恒定律解题的步骤(1)首先确定初、末状态，分清有几种形式的能在变化，如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等．(2)明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少，并且列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式．(3)ΔE减＝ΔE增．核心素养提升一、利用动能定理解决问题例1、(多选)如图所示为一滑草场．某条滑道由上下两段高均为h，与水平面夹角分别为45°和37°的滑道组成，载人滑草车与草地之间的动摩擦因数均为μ.质量为m 的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端(不计载人滑草车在两段滑道交接处的能量损失，重力加速度大小为g ，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．则( )A ．动摩擦因数μ＝67B ．载人滑草车最大速度为2gh 7C ．载人滑草车克服摩擦力做功为mghD ．载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为35g答案 AB解析对载人滑草车从坡顶由静止开始滑到底端的全过程分析，由动能定理可知：mg ·2h －μmg cos 45°·hsin 45°－μmg cos 37°·h sin 37°＝0，解得μ＝67，选项A 正确；滑草车通过上段滑道末端时速度最大，根据动能定理有mgh －μmg cos 45°·h sin 45°＝12m v m 2，解得：v m ＝2gh 7，选项B 正确；载人滑草车克服摩擦力做功为2mgh ，选项C 错误；载人滑草车在下段滑道上的加速度为a ＝mg sin 37°－μmg cos 37°m＝－335g ，故加速度大小为335g ，选项D 错误．例2、(多选)如图所示，一根轻弹簧一端固定在O 点，另一端固定一个带有孔的小球，小球套在固定的竖直光滑杆上，小球位于图中的A 点时，弹簧处于原长，现将小球从A 点由静止释放，小球向下运动，经过与A 点关于B 点对称的C 点后，小球能运动到最低点D 点，OB 垂直于杆，则下列结论正确的是( )A ．小球从A 点运动到D 点的过程中，其最大加速度一定大于重力加速度gB ．小球从B 点运动到C 点的过程，小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和可能增大 C ．小球运动到C 点时，重力对其做功的功率最大D ．小球在D 点时弹簧的弹性势能一定最大答案 AD解析在B 点时，小球的加速度为g ，在BC 间弹簧处于压缩状态，小球在竖直方向除受重力外还有弹簧弹力沿竖直方向向下的分力，所以小球从A 点运动到D 点的过程中，其最大加速度一定大于重力加速度g ，故A 正确；由机械能守恒定律可知，小球从B 点运动到C 点的过程，小球做加速运动，即动能增大，所以小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和一定减小，故B 错误；小球运动到C 点时，由于弹簧的弹力为零，合力为重力G ，所以小球从C 点往下还会加速一段，所以小球在C 点的速度不是最大，即重力的功率不是最大，故C 错误；D 点为小球运动的最低点，即速度为零，弹簧形变量最大，所以小球在D 点时弹簧的弹性势能最大，故D 正确．三、应用能量守恒定律解决问题例3、如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道(在最低点E 分别与水平轨道EO 和EA 相连)、高度h 可调的斜轨道AB 组成．游戏时滑块从O 点弹出，经过圆轨道并滑上斜轨道．全程不脱离轨道且恰好停在B 端则视为游戏成功．已知圆轨道半径r ＝0.1 m ，OE 长L 1＝0.2 m ，AC 长L 2＝0.4 m ，圆轨道和AE 光滑，滑块与AB 、OE 之间的动摩擦因数μ＝0.5.滑块质量m ＝2 g 且可视为质点，弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能．忽略空气阻力，各部分平滑连接．求：(1)滑块恰好能过圆轨道最高点F 时的速度v F 大小；(2)当h ＝0.1 m 且游戏成功时，滑块经过E 点对圆轨道的压力F N 大小及弹簧的弹性势能E p0； (3)要使游戏成功，弹簧的弹性势能E p 与高度h 之间满足的关系．答案见解析解析 (1)滑块恰好能过F 点的条件为mg ＝m v F 2r解得v F ＝1 m/s(2)滑块从E 点到B 点，由动能定理得－mgh －μmgL 2＝0－12m v E 2在E 点由牛顿第二定律得F N ′－mg ＝m v E 2r解得F N ＝F N ′＝0.14 N从O 点到B 点，由能量守恒定律得： E p0＝mgh ＋μmg (L 1＋L 2) 解得E p0＝8.0×10－3 J(3)使滑块恰能过F 点的弹性势能 E p1＝2mgr ＋μmgL 1＋12m v F 2＝7.0×10－3 J到B 点减速到0E p1－mgh 1－μmg (L 1＋L 2)＝0 解得h 1＝0.05 m设斜轨道的倾角为θ，若滑块恰好能停在B 点不下滑，则μmg cos θ＝mg sin θ解得tan θ＝0.5，此时h 2＝0.2 m 从O 点到B 点E p ＝mgh ＋μmg (L 1＋L 2)＝2×10－3(10h ＋3) J 其中0.05 m ≤h ≤0.2 m.一、小球与弹簧接触问题，加速度为零时速度最大例4、（2023·重庆·统考二模）如图甲，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，质量为m 的小球，从弹簧上方0x 处静止下落。

考点05 动能定理和机械能守恒定律-2021年高考物理核心考点总动员(原卷版)

2021届高考复习之核心考点系列之物理考点总动员【名师精品】考点05动能定理和机械能守恒定律【命题意图】本类题通常主要考查对摩擦力、向心力、功、动能等基本运动概念的理解，以及对摩擦力做功、动能定理、能量守恒等物理概念与规律的理解与简单的应用。

【专题定位】本专题主要用功能的观点解决物体的运动和带电体、带电粒子、导体棒在电场或磁场中的运动问题.考查的重点有以下几方面：①重力、摩擦力、静电力和洛伦兹力的做功特点和求解；②与功、功率相关的分析与计算；③几个重要的功能关系的应用；④动能定理的综合应用；⑤综合应用机械能守恒定律和能量守恒定律分析问题.本专题是高考的重点和热点，命题情景新，联系实际密切，综合性强，侧重在计算题中命题，是高考的压轴题.【考试方向】从近几年高考来看，关于功和能的考查，多以选择题的形式出现，有时与电流及电磁感应相结合命题．动能定理多数题目是与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识相结合的综合性试题；动能定理仍将是高考考查的重点，高考题注重与生产、生活、科技相结合，将对相关知识的考查放在一些与实际问题相结合的情境中。

机械能守恒定律，多数是与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识相结合的综合性试题；高考题注重与生产、生活、科技相结合，将对相关知识的考查放在一些与实际问题相结合的情境中【应考策略】深刻理解功能关系，抓住两种命题情景搞突破：一是综合应用动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律，结合动力学方法解决多运动过程问题；二是运用动能定理和能量守恒定律解决电场、磁场内带电粒子运动或电磁感应问题.【得分要点】（1）变力做功的计算方法①用动能定理W=ΔE k或功能关系求．②当变力的功率P一定时，可用W＝Pt求功，如机车恒功率启动时．③当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力做的功等于力和路程(不是位移)的乘积．如滑动摩擦力做功等．④当力的方向不变，大小随位移做线性变化时，可先求出力的平均值，再由W＝Fl cosα计算．⑤作出变力F随位移l变化的图象，图象与位移所在轴所围的“面积”即为变力做的功。

2021届高考物理核心考点知识归纳典例剖析与同步练习势能机械能守恒定律解析版.docx

2021届高考物理核心知识点拨与典例剖析：势能机械能守恒定律★重点归纳★一、势能1、重力势能(1)定义：物体由于被举高而具有的能.(2)公式：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积.Ep = mgh, h是物体重心到参考平面的高度.(3)单位：焦(J), 1J= 1kg • m» s 2= 1N» m.(4)重力势能是一个相对量，它的数值与参考平面的选择有关.实际上是由/i为相对量引起的.参考平面的选择不同，重力势能的值也就不同，一般取地面为参考平面.在参考平面内的物体，£>=0；在参考平面上方的物体，E P>0；在参考平面下方的物体，E P<0.(5)重力势能是标量，它的正、负值表示大小.(6)重力势能是地球和物体共有的.注意：(1)重力势能是一个相对量，它的数值与参考平面的选择有关.(2)重力势能变化的不变性(绝对性).尽管重力势能的大小与参考平面的选择有关，但重力势能的变化量都与参考平面的选择无关，这体现了它的不变性(绝对性).(3)某种势能的减少量，等于其相应力所做的功.重力势能的减少量，等于重力所做的功；弹簧弹性势能的减少量，等于弹簧弹力所做的功.W = -\E p=E n-E pl(4)重力势能的计算公式Ep=mgh,只适用于地球表面及其附近g值不变时的范围，若g值变化时，不能用其计算.要点五、弹性势能2、弹性势能(1)定义：由于发生弹性形变而具有的势能，这种势能叫做弹性势能。

(2)影响弹性势能的因素：弹性势能的大小跟形变的大小有关，形变量越大，弹性势能越大；对于弹簧来说，弹性势能还与劲度系数有关，当形变量一定时，劲度系数越大的弹簧弹性势能也越大。

(3)弹性势能的表达式：E p =-W22注意：式中旦为弹簧的弹性势能，人为劲度系数，&为弹簧的形变量(即压缩或伸长的长度)(4)弹力做功跟弹性势能变化的关系：当弹簧的弹力做正功时，弹簧的弹性势能减小，弹性势能变成其他形式的能；当弹簧的弹力做负功时，弹簧的弹性势能增加，其他形式的能转化为弹性势能。

秘籍11 机械能守恒定律-备战2021年高考物理抢分秘籍(解析版)

秘籍11 机械能守恒定律一、备考策略本专题涉及的内容是动力学内容的继续和深化，其中的机械能守恒定律、能量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围更广泛，是自然界中普遍适用的基本规律，因此是高中物理的重点，也是高考考查的重点之一。

题目类型以计算题为主，选择题为辅，大部分试题都与牛顿定律、圆周运动、及电磁学等知识相互联系，综合出题。

许多试题思路隐蔽、过程复杂、灵活性强、难度较大。

从高考试题来看，功和机械能守恒依然为高考命题的热点之一。

机械能守恒和功能关系是高考的必考内容，具有非常强的综合性。

重力势能、弹性势能、机械能守恒定律、功能关系、能的转化和守恒定律是本单元的重点。

弹力做功和弹性势能变化的关系是典型的变力做功，应予以特别地关注。

二、基础知识一、功1.做功的两个要素 (1)作用在物体上的力。

(2)物体在力的方向上发生的位移。

2.公式：(1)α是力与位移方向之间的夹角，l 为物体对地的位移。

(2)该公式只适用于恒力做功。

二、功率1.物理意义：描述力对物体做功的快慢。

2.公式：(1)(P 为时间t 内的平均功率)。

(2)(α为F 与v 的夹角)。

3.额定功率：机械正常工作时的最大功率。

4.实际功率：机械实际工作时的功率，要求不能大于额定功率。

三、机车的启动1.机车的输出功率。

其中F 为机车的牵引力，匀速行驶时，牵引力等于阻力。

2.两种常见的启动方式(1)以恒定功率启动：机车的加速度逐渐减小，达到最大速度时，加速度为零。

(2)以恒定加速度启动：机车的功率_逐渐增大_，达到额定功率后，加速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度最大。

四、动能1.定义：物体由于运动而具有的能。

tWP =αcos Fv P =Fv P =2.表达式：。

3.物理意义：动能是状态量，是标量。

(填“矢量”或“标量”)4.单位：动能的单位是焦耳。

五、动能定理1.内容：在一个过程中合外力对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。

高一物理知识点解析机械能守恒定律

高一物理知识点解析机械能守恒定律机械能守恒定律是物理学中一个重要的基本定律，它在机械系统中起着重要的作用。

下面我们将对高一物理学中关于机械能守恒定律的知识点进行解析。

一、机械能守恒定律的概念机械能守恒定律是指在一个封闭的机械系统中，机械能总量保持不变。

机械能是指物体所具有的动能和势能的总和。

动能是由物体的质量和速度共同决定的，而势能则与物体的位置和形状相关。

二、机械能守恒定律的表达式机械能守恒定律可用以下公式表示：K1 + U1 = K2 + U2其中，K1和K2分别代表系统中两个不同时刻的动能，U1和U2分别代表两个不同时刻的势能。

三、机械能守恒定律的应用1. 自由落体运动中的机械能守恒自由落体运动是指物体在只受重力作用下自由下落的运动。

根据机械能守恒定律，对于一个自由落体运动的物体，其机械能守恒方程可以表示为：mgh1 + mv1^2 / 2 = mgh2 + mv2^2 / 2其中，m代表物体的质量，g代表重力加速度，h1和h2分别代表物体在两个不同高度的位置，v1和v2代表物体在两个不同高度的速度。

2. 弹簧振子中的机械能守恒弹簧振子是指通过将物体与一个悬挂在弹簧上的质量相连而形成的振动系统。

在弹簧振子的运动过程中，机械能会在动能和势能之间转化，但总的机械能保持不变。

mv1^2 / 2 + kx1^2 / 2 = mv2^2 / 2 + kx2^2 / 2其中，m代表物体的质量，v1和v2代表物体在两个不同时刻的速度，k代表弹簧的劲度系数，x1和x2分别代表物体在两个不同时刻的位移。

3. 机械能守恒定律在摩擦力存在的情况下的应用在摩擦力存在的情况下，机械能守恒定律仍然可以应用。

在考虑摩擦力的情况下，机械能守恒方程可以表示为：mgh1 + mv1^2 / 2 + W1 = mgh2 + mv2^2 / 2 + W2其中，W1和W2分别代表两个不同时刻系统所受的摩擦力所做的功。

在这种情况下，由于摩擦力的存在，机械能不再保持恒定，而是随着摩擦力所做的功的大小而改变。

高考物理动能定理与能量守恒专题讲解

专题四动能定理与能量守恒本专题涉及的考点有：功和功率、动能和动能定理、重力做功和重力势能、弹性势能、机械能守恒定律，都是历年高考的必考内容，考查的知识点覆盖面全，频率高，题型全。

动能定理、机械能守恒定律是力学中的重点和难点，用能量观点解题是解决动力学问题的三大途径之一。

《大纲》对本部分考点要求为Ⅱ类有五个，功能关系一直都是高考的“重中之重”，是高考的热点和难点，涉及这部分内容的考题不但题型全、分值重，而且还常有高考压轴题。

考题的内容经常与牛顿运动定律、曲线运动、动量守恒定律、电磁学等方面知识综合，物理过程复杂，综合分析的能力要求较高，这部分知识能密切联系生活实际、联系现代科学技术，因此，每年高考的压轴题，高难度的综合题经常涉及本专题知识。

它的特点：一般过程复杂、难度大、能力要求高。

还常考查考生将物理问题经过分析、推理转化为数学问题，然后运用数学知识解决物理问题的能力。

所以复习时要重视对基本概念、规律的理解掌握，加强建立物理模型、运用数学知识解决物理问题的能力。

在09年的高考中要考查学生对于生活、生产中的实际问题要建立相关物理模型，灵活运用牛顿定律、动能定理、动量定理及能量转化的方法提高解决实际问题的能力。

二、重点剖析1、理解功的六个基本问题（1）做功与否的判断问题：关键看功的两个必要因素，第一是力；第二是力的方向上的位移。

而所谓的“力的方向上的位移”可作如下理解：当位移平行于力，则位移就是力的方向上的位的位移；当位移垂直于力，则位移垂直于力，则位移就不是力的方向上的位移；当位移与力既不垂直又不平行于力，则可对位移进行正交分解，其平行于力的方向上的分位移仍被称为力的方向上的位移。

（2）关于功的计算问题：①W=FS cos α这种方法只适用于恒力做功。

②用动能定理W=ΔE k 或功能关系求功。

当F 为变力时，高中阶段往往考虑用这种方法求功。

这种方法的依据是：做功的过程就是能量转化的过程，功是能的转化的量度。

专题二第一讲动能定理、机械能守恒定律、功能关系的应用—2021届高考物理二轮总复习课件

解题指导
审题盘做匀速圆周运动
运动过程中经过的C、D两点连线与AB C、D两点关于AB对称,从C到D整个过
垂直
程重力不做功
始终相对于圆盘静止
小物块做匀速圆周运动,合力指向圆心
破题从小物块做匀速圆周运动入手,分析向心力来源;小物块从C到D整个
过程重力先做正功后做负功;根据动能定理求变力——摩擦力做功。
D.5×109 N
答案 A
解析由排泥量和排泥管横截面积可求排泥速度
可求

F=

=
1×107 W
=5×106
2m /s
N。
1.4m 3 /
v=
=2
2
0.7m
m/s。由 P=Fv
2.(2020陕西高三二模)如图,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两
端等高。质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下,滑到最低点Q时,对
做变加速直线运动时v-t图线与坐标轴围成的面积大于匀加
速直线运动时v-t图线与坐标轴围成的面积,所以做变加速直
线运动时的位移大,而所用时间相同,故 >
1 + 2
,D错误。
2
思维点拨匀加速提升重物时钢绳拉力最大且等于匀加速结束时的拉力,由
P=Fv求出最大拉力;先根据牛顿第二定律求出加速度,再根据匀加速直线
2021
专题二
第一讲动能定理、机械能守恒定律、
功能关系的应用
内
容
索
引
01
价值引领备考定向
02
体系构建真题感悟
03
高频考点能力突破
04
情境设计微专题2
价值引领备考定向
利用本专题的知识处理物理问题,是物理学的一重要方法,对解决实际问题

高中二轮复习专题05 动能定理、机械能守恒定律、功能关系的应用

专题05 动能定理、机械能守恒定律、功能关系的应用核心要点1、功恒力做功：W=Flcosa合力做功：W合=F合lcosa变力做功：图像法、转换法等2、功率瞬时功率：P=Fvcosa平均功率：P=wt机车启动：P=Fv3、动能定律表达式：W=12mv22−12mv12备考策略1、动能定理（1）应用思路：确定两状态(动能变化)，一过程(各个力做的功)（2）适用条件：直线运动曲线运动均可；恒力变力做功均可；单个过程多个过程均可（3）应用技巧：不涉及加速度、时间和方向问题是使用2、机械能守恒定律（1）守恒条件：在只有重力或弹力做功的物体系统内守恒角度E1=E2（2）表达形式：转化角度△E k=△E p转移角度△E A=-△E p3、功能关系：（1）合力的功等于动能的增量（2）重力的功等于重力势能增量的负值（3）弹力的功等于弹性势能增量的负值（4）电场力的功等于电势能增量的负值（5）除了重力和系统内弹力之外的其他力的功等于机械能的增量考向一动能定理的综合应用1．应用动能定理解题的步骤图解2．应用动能定理的四点提醒(1)动能定理往往用于单个物体的运动过程，由于不涉及加速度及时间，比动力学方法要简捷．(2)动能定理表达式是一个标量式，在某个方向上应用动能定理是没有依据的．(3)物体在某个运动过程中包含几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程)，对全过程应用动能定理，往往能使问题简化．(4)多过程往复运动问题一般应用动能定理求解．例1(2020·江苏卷·4)如图1所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上．斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数．该过程中，物块的动能E k与水平位移x关系的图像是()图1解析:由题意可知设斜面倾角为θ,动摩擦因数为μ1,则物块在斜面上下滑水平距离x时根据=E k,整理可得(mgtanθ-μ1mg)x=E k,即在斜面上运动能定理有mgxtan θ-μ1mgcos θxcosθ动时动能与x成线性关系;当小物块在水平面运动时,设水平面的动摩擦因数为μ2,由动能定理有一μ2mg(x一x0)=E k一E k0,其中E0为物块滑到斜面底端时的动能, x0为在斜面底端对应的水平位移,解得E k=E k0一μ2mg(x-x0),即在水平面运动时动能与x也成线性关系;综上分析可知A 项正确。

高考物理二轮复习专题分层突破练5动能定理机械能守恒定律功能关系的应用含解析

专题分层突破练5 动能定理、机械能守恒定律、功能关系的应用A组1.(多选)(2021广东阳江高三二模)关于下列配图的说法正确的是()A.图甲中“蛟龙号”在钢绳作用下匀速下降的过程中,它的机械能不守恒B.图乙中火车在匀速转弯时所受合力为零,动能不变C.图丙中握力器在手的压力作用下弹性势能增大D.图丁中撑竿跳高运动员在上升过程中机械能守恒2.(2021山西高三二模)如图所示,竖直平面内有一个半径为R的半圆形轨道,A、B为水平直径的两端点,O为圆心,现将半径远小于轨道半径、质量为m的小球从O点以初速度v0=水平向右抛出,小球落在圆周上某一点,不计空气阻力,重力加速度为g,则小球落在圆周上时的动能为()A.mgRB.mgRC.(-1)mgRD.mgR3.(2021江西高三一模)研究“蹦极”运动时,在运动员身上系好弹性绳并安装传感器,可测得运动员竖直下落的距离及其对应的速度大小。

根据传感器收集到的数据,得到如图所示的“速度—位移”图象,若空气阻力和弹性绳的重力可忽略,根据图象信息,下列说法正确的是()A.弹性绳原长为15 mB.当运动员下降10 m时,处于超重状态,当运动员下降20 m时,处于失重状态C.若以运动员、弹性绳、地球为系统研究,此过程机械能守恒D.当运动员下降15 m时,绳的弹性势能最大4.(2021广东高三二模)高铁在高速行驶时,受到的阻力F f与速度v的关系为F f=kv2(k为常量)。

若某高铁以v1的速度匀速行驶时机车的输出功率为P,则该高铁以2v1的速度匀速行驶时机车的输出功率为()A.8PB.4PC.2PD.P5.(2021广东东莞高三月考)如图所示,质量为m的物体静止在地面上,物体上面连着一个轻弹簧,用手拉住弹簧上端向上移动H,将物体缓缓提高h,拉力F做功W F,不计弹簧的质量,已知重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.重力做功-mgh,重力势能减少mghB.弹力做功-W F,弹性势能增加W FC.重力势能增加mgh,弹性势能增加FHD.重力势能增加mgh,弹性势能增加W F-mgh6.(多选)(2021广东佛山高三三模)无动力翼装飞行运动员穿戴着拥有双翼的飞行服装和降落伞设备,从飞机、悬崖绝壁等高处一跃而下,运用肢体动作来掌控滑翔方向,最后打开降落伞平稳落地完成飞行。

2021高考物理全国卷1-2021高考物理核心考点预测

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12021高考物理核心考点猜测：机械能守恒定律在只有重力或弹力做功的物理系统内，动能与势能可以相互转化，总的机械能能够保持不变。

机械能不是一种能量，而是三种能量之和，机械能=动能+弹性势能+重力势能。

重力势能可正可负，其详细数值与零势能面的选择有关。

1、机械能守恒定律的两种表述(1)在只有重力、弹力做功的情形下，系统的动能和两种势能发生相互转化，机械能的总量保持不变。

(2)假如没有摩擦和其它的介质外力，系统只发生动能和两种势能的相互转化时，机械能的总量保持不变。

2、机械能守恒定律的使用前提条件机械能守恒定律并不是在任何时候都成立的，当讨论过程中满意下述3个条件中的任意一个时，(1)只有重力做功;(2)只有弹力做功;(3)只有重力、弹力两种力做功。

在这些前提下，机械能就守恒，就能利用机械能守恒定律来解题。

2、机械能守恒定律的表达形式定义式:Ek+E重+E弹=恒定量;或者写成Ep+Ek=Ep’+Ek’(其中Ep 包括重力势能和弹性势能)机械能守恒定律我们还可以这样表述。

ΔEp+ΔEk=0;ΔE1+ΔE2=0;∑E增=∑E减;用定义法表述时，需要规定重力势能的参考平面。

用其次种表述的时候，由于考虑的变化量，所以不必规定重力势能的参考平面(重力势能的转变量与参考平面的选取没有关系)。

尤其是用∑E增=∑E减，只要把增加的机械能和削减的机械能都写出来，方程自然就列出来了。

3、机械能守恒定律与动能定理的区分通过以上两个表述，我们应当对比一下机械能守恒和动能定理的区分。

机械能守恒一般讨论的是多个物体(也可以是单独一个物体)构成的系统，其内部不同形式的能量相互转化的过程;而动能定理讨论的是外力对单独一个物体(或一个整体)做功，供应(或削减)“动能”的过程。