高考物理一轮复习第五章机械能第讲机械能守恒定律课件.ppt

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高三物理一轮复习机械能实验验证机械能守恒定律剖析.pptx

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第=mgx25= 1×9.80×0.107 J=1.05 J.
热点
热点一 实验原理与操作
试题
解析
2.如图甲所示是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置.(g取9.80 m/s2)
热点二
数据处理及误差分析
热点三 创新实验设计
(1)选出一条纸带如图乙所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计
和mghn,在实验误差范围内
看是否相等
(2)实验操作顺序为 ADBCEF.
第11页/共20页
热点 热点一 实验原理与操作
热点二
数据处理及误差分析
热点三 创新实验设计
1.(2016·开封模拟)在用重锤和打点计时 器“验证机械能守恒”的实验中,已知打 点计时器使用的交流电源的周期为0.02 s,当地的重力加速度g取9.80 m/s2.该实验 选取的重锤质量为1.00 kg,选取如图所示 的一段纸带并测量出相邻各点之间的距 离,利用这些数据验证重锤通过第2点至 第5点间的过程中遵从机械能守恒定 律.通过计算可以得出在第2点位置时重 锤的动能为__1_._1_1___J;第5点位置时重锤 的动能为___2_.1__4__J;重锤从第2点至第5 点间的过程中重力势能的减少量为 ____1_.0__5_J.(保留三位有效数字)
滑块后,弹簧的弹性势 能转化为滑块的动能.
第16页/共20页
热点
试题
解析
热点一
(4)重复(3)中的操作,得到v与x的关系如 (4)由题图丙可知,v-x
实验原理与操作 图丙,由图可知,v与x成_正___比____关 图线为过原点的倾斜直
系.由上述实验可得结论:对同一根弹 线,成正比关系.由Ek
热点二

高考物理一轮总复习精品课件 第5章 机械能 第2节 动能定理及其应用

高考物理一轮总复习精品课件 第5章 机械能 第2节 动能定理及其应用

F和8F时小球做圆周运动的动能,然后由动能定理求出拉力由F变为8F过
程中绳子拉力对小球所做的功,用拉力做的功除以时间就是该过程的平均
功率。
答案:(1)


3
(2)
2
3
(3)
2
0
解析:(1)小球做圆周运动的向心力由绳子的拉力提供,由向心力公式得
解得,当拉力为 F 时,小球的线速度 v=

侧有一轻质弹簧,左端固定,弹簧处于自然伸长状态。质量为m=1 kg的物
块A(可视为质点)从轨道右侧以初速度 v0=2√3 m/s 冲上轨道,通过圆形轨
道、水平轨道后压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回,经水平轨道返回圆形轨
道。物块A与PQ段间的动摩擦因数μ=0.2,轨道其他部分摩擦不计,重力加
速度g取10 m/s2。
好为零,g取10 m/s2,则提升重物的最短时间为(
A.13.2 s
B.14.2 s
C.15.5 s
D.17.0 s
答案:C
)
解析:为了以最短时间提升重物,一开始先以最大拉力拉重物使重物匀加速上升,
当功率达到额定功率时,保持功率(额定功率)不变直到重物达到最大速度,接着做
匀速运动,最后以最大加速度匀减速上升到达平台时速度刚好为零。重物在第一
(1)求物块A与弹簧刚接触时的速度大小v1;
(2)求物块A被弹簧以原速率弹回返回到圆形轨道的高度h1;
(3)调节PQ段的长度L,A仍以v0从轨道右侧冲上轨道,当L满足什么条件时,
物块A能第一次返回圆形轨道且能沿轨道运动而不脱离轨道?
解题指导:
关键词句
获取信息
物块 A 与弹簧刚接触时的速
求物块 A 到达 P 点时的速度

【名师讲解】高三物理一轮复习:五 机械能、动量守恒定律(96张PPT)

【名师讲解】高三物理一轮复习:五 机械能、动量守恒定律(96张PPT)

方 法 技 巧
⑴机车以恒定功率启动
增大,F= P/ 减少
机车启动问题的两种物理模型
a= F F f 减少
m
当 a=0 时,即 F= Ff 时, 达到最大 值 m
保持 m 匀速 运动

其 v-t图象如图
m
O
t
⑵ 机车由静止开始做匀加速运动
a= F F f ,a 一定,则 F
2、功率
.定义:功跟完成这些功所用 时间 的比值叫做功率
.物理意义:反映力对物体做功的 快慢 。
(3).公式: 定义式:P=W/t 导出式:P=Fv cosθ , θ为F与v 之间的夹角 (4).平均功率和瞬时功率 平均功率:描述在一段时间内做功的快慢,用P= W/t 计算,若用P=F Vcosθ 计算, V为时间t内的 平均速度 。 瞬时功率:描述某一时刻做功的快慢,用P=F Vcosθ 计算, v表示该时刻的 瞬时速度 ,P表示该时刻的 。 瞬时功率 (5).额定功率和实际功率 额定功率:机器正常工作时的最大输出功率,也就是机 器铭牌上的标称值. 实际功率:机器在工作中实际输出的功率. 机器不一定在额定功率下工作,机器的实际功率总是小 于或等于额定功率.
54J
18W
36W
【练习2】 、从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体,
物体在空中运动3s落地,不计空气阻力,取g=10m/s2,则物 体落地时重力的瞬时功率是多少?3s内重力的平均功率为多少?
300W
150W
【练习3】 (资料第71页例题5).如图所示小物体位于光滑的斜 面上,斜面位于光滑的水平地面上,从地面上看,在小物体 沿斜面下滑的过程中,斜面对小物体的作用力( B ) A.垂直于接触面,做功为零; B.垂直于接触面,做功不为零; C.不垂直于接触面,做功为零; D.不垂直于接触面,做功不为零

物理高考总复习第一轮复习课件:第五章第一节功和功率

物理高考总复习第一轮复习课件:第五章第一节功和功率

解析:物体两次的加速度之比 a2∶a1=2tv∶vt =2∶1,位移之 比 l2∶l1=22vt∶v2t=2∶1,摩擦力之比 f2∶f1=1∶1,由牛顿 第二定律得 F-f=ma,则拉力之比 F2∶F1=(ma2+f)∶(ma1 +f)<2,做功之比 WF2∶WF1=(F2·l2)∶(F1·l1)<4,Wf2∶Wf1 =(-f2·l2)∶(-f1·l1)=2∶1,故 C 正确.
解析:人对车施加了三个力,分别为压力、推力 F、静摩擦 力 f,根据力做功的公式及作用力和反作用力的关系判断做 正功还是负功.当车匀速前进时,人对车厢壁的推力 F 做的 功为 WF=Fs,静摩擦力做的功为 Wf=-fs,人处于平衡状 态,根据作用力与反作用力的关系可知,F=f,则人对车做 的总功为零,故 A 错误;当车加速前进时,人处于加速状态, 车厢对人的静摩擦力 f′向右且大于车厢壁对人的作用力 F′, 所以人对车厢的静摩擦力 f 向左,静摩擦力做的功 Wf=-fs, 人对车厢的推力 F 方向向右,做的功为 WF=Fs,因为 f>F, 所以人对车做的总功为负功,故 B 正确,D 错误;同理可以 证明当车减速前进时,人对车做的总功为正功,故 C 错误.
[审题指导] W=F·lcos α 可以理解为功等于力与力方向上的 位移的乘积.
[解析] 如解析图,小球在 F 方向的位移为 CB, 方向与 F 同向,则 WF=F·CB=F·Lsin θ 小球在重力方向的位移为 AC,方向与重力反 向,则 WG=mg·AC·cos 180° =-mg·L(1-cos θ) 绳的拉力 FT 时刻与运动方向垂直,则 WFT=0 故 W 总=WF+WG+WFT=F·Lsin θ-mgL(1-cos θ). [答案] 见解析
(多选)(2015·高考浙江卷)我国科学家正在研 制航母舰载机使用的电磁弹射器.舰载机总质量为 3.0×104 kg,设起飞过程中发动机的推力恒为 1.0×105 N;弹射器有 效作用长度为 100 m,推力恒定.要求舰载机在水平弹射结 束时速度大小达到 80 m/s.弹射过程中舰载机所受总推力为 弹射器和发动机推力之和,假设所受阻力为总推力的 20%, 则(ABD) A.弹射器的推力大小为 1.1×106 N B.弹射器对舰载机所做的功为 1.1×108 J C.弹射器对舰载机做功的平均功率为 8.8×107 W D.舰载机在弹射过程中的加速度大小为 32 m/s2

高三一轮复习机械能守恒定律应用(精品课件)

高三一轮复习机械能守恒定律应用(精品课件)

H
解析:对木块和砝码组成的系统内只有重力势能和动能 的转化,故机械能守恒,以砝码末位置所在平面为参 考平面,由机械能守恒定律得:
EK 2 EP 2 EK 1 EP1
1 即: (m 2m)v 2 mgH mgH 2mgh 2
课堂练习
6.如图所示,在光滑水平桌面上有一 质量为M的小车,小车跟绳一端相连, 绳子另一端通过滑轮吊一个质量为m的 砖码,则当砝码着地的瞬间(小车未 离开桌子)小车的速度大小为 ____________,在这过程中,绳的拉 力对小车所做的功为_______________。
A 条件判断 C R B 选零势面 解:以地面为零势面, 从A到B过程中:
从A到C过程:
由机械能守恒定律:
H
1 2 0 mgH mvC mg 2 R 2
vC 2 g ( H 2 R)
点明过程、原理 由机械能守恒定律: 分别以A、C点所在 找初末状态机械能,列方程 平面为零势面,如 1 2 0 mgH mvB 0 2 何列机械能守恒?
m
h
R
解:设物块在圆形轨道最高点的速度为v,由机械能守恒得 1 ① mgh 2mgR mv 2 2 物块在最高点重力与压力的合力提供向心力,有
v2 mg N m R

m v
物块能通过最高点的条件是 由②③两式得 由①④式得
N 0
gR
③ ④ ⑤
v
h
mg N
5 h R 2 N 5mg 按题的要求,
A
v0
h
B
WG EK 2 EK 1
1 2 1 2 即:mgh mvB mv0 2 2
2 解得:vB v0 2 gh

高考物理一轮复习第五章机械能4功能关系能量守恒定律课件

高考物理一轮复习第五章机械能4功能关系能量守恒定律课件

2021/4/17
高考物理一轮复习第五章机械能4功能关系能量
27
守恒定律课件
结束语
同学们,你们要相信梦想是价值的源泉,相信成 功的信念比成功本身更重要,相信人生有挫折没 有失败,相信生命的质量来自决不妥协的信念,
考试加油。
2.功能关系的选用技巧: (1)若只涉及动能的变化,则首选动能定理分析。 (2)若只涉及重力势能的变化,则采用重力做功与重力势能的关系分析。 (3)若只涉及机械能变化,用除重力、系统内弹力之外的力做功与机械能变化的 关系分析。 (4)只涉及电势能的变化,用电场力与电势能变化关系分析。
【典例·通法悟道】 【典例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.两滑块组成的系统机械能守恒 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.两滑块组成的系统机械能损失等于M克服摩擦力做的功
(1)0~1 s内,A、B的加速度大小aA、aB。 (2)B相对A滑行的最大距离x。 (3)0~4 s内,拉力做的功W。 (4)0~4 s内系统产生的摩擦热Q。
【解析】(1)在0~1 s内,A、B两物体分别做匀加速直线运动
根据牛顿第二定律得μmg=MaA F1-μmg=maB 代入数据得aA=2 m/s2,aB=4 m/s2。 (2)t1=1 s后,拉力F2=μmg,铁块B做匀速运动,速度大小为v1:木板A仍做匀 加速运动,又经过时间t2,速度与铁块B相等。 v1=aBt1 又v1=aA(t1+t2) 解得t2=1 s

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

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 .

第五章实验七验证机械能守恒定律-2025年高考物理一轮复习PPT课件

第五章实验七验证机械能守恒定律-2025年高考物理一轮复习PPT课件

高考一轮总复习•物理
第31页
解析:(1)由实验原理 mgh=12mv22-12mv21,可得 gh=12v22-12v21,可知不需要测量重锤 的质量,A、B 错误;实验时需要用刻度尺测量纸带上各点的距离,需要用到毫米刻度尺, C 正确;打点计时器有计时功能,不需要停表,D 错误.
高考一轮总复习•物理
第13页
C 点的动能 EkC=12mv2C=12×200×10-3×2.4132 J=0.582 J 由实验结果可知:EkC 大于|ΔEp| 打点计时器的工作电压偏高,并不会影响重物与纸带的受力与运动,对实验结果无影 响,故 A 错误;重物与纸带下落过程中受到空气阻力和摩擦力,会损失机械能,所以减少 的重力势能应大于增加的动能,与实验结果不符,故 B 错误;接通电源前释放了纸带,会 使打下第一个点时重物已经具有了速度,即重物的初速度大于零,则使末动能偏大,符合 实验结果,故 C 正确.
高考一轮总复习•物理
第14页
变式 某同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律,实验中打出如图乙所示的 纸带,已知打点计时器所用交流电源的频率为 50 Hz.
高考一轮总复习•物理
第15页
(1)下列关于该实验的说法正确的是__A__C____. A.纸带必须尽量保持沿竖直方向以减小摩擦阻力作用 B.为了验证机械能守恒定律,必须选择纸带上打出的第一个点作为起点 C.将电磁打点计时器改成电火花计时器可以减小纸带和打点计时器间的摩擦 D.选择较轻的物体作为重物时实验效果更好 (2)图乙为实验中打出的一条纸带,打下 C 点时重物的速度为___2_._2_6__m/s(结果保留 3 位有效数字).
高考一轮总复习•物理
第9页
原型实验 创新改进
高考一轮总复习•物理

高考物理一轮复习课件机械能守恒定律

高考物理一轮复习课件机械能守恒定律
传送带问题
分析物体在传送带上运动过程中的 受力情况,利用机械能守恒定律和 牛顿运动定律求解。
变质量问题
01
02
03
火箭发射问题
分析火箭发射过程中的质 量变化和受力情况,利用 机械能守恒定律和牛顿运 动定律求解。
雨滴下落问题
分析雨滴在下落过程中的 质量变化和受力情况,利 用机械能守恒定律和牛顿 运动定律求解。
分析弹簧振子在运动过程中的受力情 况,利用机械能守恒定律和简谐运动 规律求解。
单摆问题
分析单摆运动过程中的受力情况,利 用机械能守恒定律和简谐运动规律求 解。
多物体系统问题
两物体碰撞问题
分析两物体碰撞前后的速度、动 量、能量等物理量的变化,利用 机械能守恒定律和动量守恒定律
求解。
连接体问题
分析连接体在运动过程中的受力情 况,利用机械能守恒定律和牛顿运 动定律求解。
完全弹性碰撞
碰撞前后机械能守恒,无能量损失。
非完全弹性碰撞
碰撞后部分机械能转化为内能,导致 机械能损失。
弹性势能储存与释放过程
01
02
03
04
弹性势能是物体由于发生弹性 形变而具有的势能。
在弹性限度内,物体形变越大 ,弹性势能越大。
当物体恢复原状时,弹性势能 转化为动能或重力势能等其他
形式的能量。
爆炸问题
分析爆炸过程中的质量变 化和受力情况,利用机械 能守恒定律和动量守恒定 律求解。
03
实验探究与验证方法
实验原理及步骤介绍
• 实验原理:机械能守恒定律指出,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 。
实验原理及步骤介绍
实验步骤 1. 搭建实验装置,包括滑轮、细绳、钩码等。

高考物理复习 动能定理 机械能守恒定律课件(共32张PPT)

高考物理复习 动能定理 机械能守恒定律课件(共32张PPT)

知识回顾
1、动能:物体由于运动而具有的能。 2、重力势能:地球上的物体具有的跟它的高度有关的能。
3、弹性势能:发生弹性形变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。
4、动能定理:合力所做的总功等于物体动能的变化。
5、重力做功与重力势能变化的关系:重力做的功等于物体重 力势能的减少量。
A
B
O
根据机械能守恒定律有 : Ek2+Ep2=Ek1+Ep1
即 1/2mv2= mgl ( 1- cosθ)
所以 v =
【例2】以10m/s的速度将质量为m的物体竖直向上抛出,若 空气阻力忽略,g=10m/s2,则上升过程在何处重力 势能和动能相等?
【解】物体在空气中只有重力做功,故机械能守恒 初状态设在地面,则:
例.物体沿高H的光滑斜面从顶端由静止下滑,求它滑 到底端时的速度大小.
H
解:由动能定理得 mgH 1 mv2
2
∴ v 2gH
若物体沿高H的光滑曲面从顶端由静止下滑,结果如何?
仍由动能定理得 mgH 1 m v2 2
v 2gH
注意:速度不一定相同
若由H高处自由下落,结果如何呢? 仍为 v 2gH
整个过程中物体的水平位移为s ,求证: µ=h/s
A
物体从A到B过程,由动能定理得:
L
h

s1
WG +Wf =0
mgh – µmg cos θ •L –µmg s2 =0 B
s2
mgh – µmg s1 –µmg s2 =0
mgh – µmg s =0 s
∴µ =h/s
3. 质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点,小球在水平拉力F的 作用下,从平衡位置P很缓慢地移到Q点,则力F所做的功为

一轮复习机械能守恒课件

一轮复习机械能守恒课件

解析:小铁块 A 和 B 在下滑过程中,只有重力做功, 机械能守恒,由 mgH=12mv2 得 v= 2gH,所以 A 和 B 到达底部时速率相等,故 C、D 均正确;由于 A 和 B 的质量不同,所以下滑过程中重力所做的功不相等,到 达底部时的动能也不相等,故 A、B 错误。 答案:CD
经典题型探究 题型一 机械能守恒条件的理解
联立,可解得 FN=14 N 由牛顿第三定律知小球对轨道作用力大小 FN′=FN= 14 N,方向竖直向上.
答案 (1)8m/s (2)14 N 方向竖直向上
题型五 能的转化和机械能守恒定律的应用 【例 5】如图所示,某人乘雪橇从雪坡经 A 点滑至 B 点,接着沿水 平路面滑至 C 点停止,人与雪橇的总质量为 70 kg,表中记录了沿 坡滑下过程中的有关数据,请根据 图表中的数据解决下列问题:
2.利用机械能守恒定律解题的一般思路 (1)选取研究对象——物体或系统. (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,确定研究对象在过程的初、末态 时的机械能. (4)选取方便的机械能守恒定律的方程形式(Ek2+Ep2=Ek1+ Ep1、ΔEp=-ΔEk 或ΔEA=-ΔEB)进行求解.
【自主检测】
1.关于机械能是否守恒,下列说法正确的是
()
A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒
B.做匀速圆周运动的物体机械能一定守恒
C.做变速运动的物体机械能可能守恒
D.合力对物体做功不为零,机械能一定不守恒
解析:做匀速直线运动的物体与做匀速圆周运动的物体,
如果是在竖直平面内则机械能不守恒,A、B错误;合 力做功不为零,机械能可能守恒,D错误,C正确。 答案:C

2019届高三一轮复习专题:机械能守恒定律课件(共25张PPT)

2019届高三一轮复习专题:机械能守恒定律课件(共25张PPT)
选 择 了 就 不 放弃,选 择了就 要坚持 到底! 从 我 加 入 校 学生会 那天起 ,我一直 在努力 ,严格地 要求自 己。通 过四轮 的面试 ,我顺 利 进 入 了 办 公室。 从那一 刻起,我 就深刻 认识以 到自己 肩负责 任的重 大。办 公室是 学 生 会 的 核 心部门 ,是联系 其他各 部门的 中心枢 纽。回 首过去 ,在这一 学期,我 们校 学 生 会 全 体 成员共 历风雨 ,携手并 进,在各 部门的 密切配 合下,我 们开 展了许 多有意 义 的 活 动 。 在大家 的共同 努力下 ,我们取 得了一 定的成 绩,得到 了广大师生的好评。
为mgH+mv2/2.
答案:A、C、D
要使一个球着地后回跳的高度比抛出点5.0m, 必须以多大速度将它竖直抛下?
(不计空气阻力和球落地时的能量损失)
分析:依题意,球在运动过程中机械能守恒。
设物体质量为m,原来高度为h1,速度为v,回跳的高度为
h2,由机械能守恒定律可得
1 2
mv12 + mgh1 = mgh2
例 :从离地高为H米的阳台上以速度v竖直向上抛出 质量为m的物体,它上升 h米后又返回下落,最后 落在地面上,则一列说法中正确的是(不计空气阻 力,以地面为参考面) A、物体在最高点时机械能为mg(H+h); B、物体落地时的机械能为 mg(H+h)+mv2/2; C、物体落地时的机械能为mgH+mv2/2; D、物体在落回过程中,刚过阳台时的机械能
为mgH+mv2/2.
答案:A、C、D
链条机械能守恒问题
如图所示,总长为L的光滑匀质的铁链,跨 过一光滑的轻质小定滑轮,开始时底端相 齐,当略有扰动时,某一端下落,则铁链 刚脱离滑轮的瞬间,其速度多大?

高三物理第一轮复习课件:第五章第三讲机械能守恒定律

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

高考物理一轮复习第5章机械能第7讲验证机械能守恒定律(实验课)课件

高考物理一轮复习第5章机械能第7讲验证机械能守恒定律(实验课)课件

方法三:图象法 从纸带上选取多个点,测量从第一点到其余各点的下落高度 h, 并计算各点速度的平方 v2,然后以12v2 为纵轴,以 h 为横轴,根据 实验数据绘出12v2-h 图线,若在误差允许的范围内图象是一条过原 点且斜率为 g 的直线,则验证了机械能守恒定律.
[误差分析] 1.减小测量误差:一是测下落距离时都从 0 点量起,一次将 各打点对应下落高度测量完,二是多测几次取平均值. 2.误差来源:由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功, 故动能的增加量 ΔEk=12mv2n必定稍小于重力势能的减少量 ΔEp= mghn,改进办法是调整器材的安装,尽可能地减少阻力.
(1)下列几个操作步骤中: A.按照图示,安装好实验装置; B.将打点计时器接到电源的“交流输出”上; C.用天平测出重锤的质量; D.先释放重锤,后接通电源,纸带随着重锤运动,打点计时 器在纸带上打下一系列的点; E.测量纸带上某些点间的距离; F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否 等于增加的动能.
vn=
2ghn或 vn=gt 来计算.
题型重点研讨
题型 1 对实验原理和操作的考查 [典例 1] (2018·江西六校模拟)用如图所示的实验装置验证机 械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压有交流电和 直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,打点计时器在重锤拖着 的纸带上打出一系列的点,对图中纸带上的点迹进行测量,即可验 证机械能守恒定律.
0.01mg,由牛顿第二定律得,mg-0.01mg=ma,解得 a=0.99g.由
s3-s1 2
f2=0.99g,解得
f=40
Hz.
“验证机械能守恒定律”实验题多是对教材实验或常见练习 题进行器材和装置的改换而成,解决此类问题的思路是从机械能守 恒的方程出发,按照实验题目的要求,进行实验的设计或有关量的 测量.
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B.物体在海平面上的势能为 mgh
C.物体在海平面上的动能为21mv02-mgh
√D.物体在海平面上的机械能为21mv02
2019-9-14
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11
3.(多选)如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是 答案
A.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
2019-9-14
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12
4.(人教版必修2 P80第2题改编)如图所示是某公园设计的一种惊险刺激的娱
乐设施.管道除D点右侧水平部分粗糙外,其余部分均光滑.若挑战者自斜管
低点时的动能
√C.经过管道B最高点时对管外侧壁有压力
D2.0不19-能9-1经4 过管道B的最高点
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13
2
命题点一
机械能守恒的判断
1.做功判断法:若物体系统内只有重力和弹簧弹力做功,其他力均不做 功或其他力做功的代数和为零,则系统的机械能守恒. 2.能量转化判断法:若只有系统内物体间动能和重力势能及弹性势能的 相互转化,系统跟外界没有发生机械能的传递,机械能也没有转变成其 他形式的能(如没有内能增加),则系统的机械能守恒. 3.利用机械能的定义判断: 若物体在水平面上匀速运动,则其动能、势能均不变,机械能守恒.若一 个物体沿斜面匀速下滑,则其动能不变,重力势能减少,机械能减少.
点沿圆弧轨道运动.
(1)求小球在B、A两点的动能之比; 答案 5∶1
(2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点.
答案 能,理由见解析 分析 解析
2019-9-14
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22
方法感悟 机械能守恒定律公式的选用技巧
1.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. 2.在处理连接体问题时,通常应用转化观点和转移观点,都不用选取零 势能面.
仍由M点以初速率v0出发,而沿管道MQN运动,到N点的速率为v2,所需
时间为t2,则 答案 分析 路程相等
机械能守恒
√A.v1=v2,t1>t2
B.v1<v2,t1>t2
C.v1=v2,t1<t2
D.v1<v2,t1<t2
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27
4
命题点三
用机械能守恒定律解决连接体问题
1.首先分析多个物体组成的系统所受的外力是否只有重力或弹力做功, 内力是否造成了机械能与其他形式能的转化,从而判断系统机械能是否 守恒. 2.若系统机械能守恒,则机械能从一个物体转移到另一个物体,ΔE1= -ΔE2,一个物体机械能增加,则一定有另一个物体机械能减少.
机械能守恒定律的表达式
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21
【例2】
(2016·全国Ⅲ卷·24)如图,在竖直平面内有由
1圆弧AB和 4
1圆弧 2
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
题眼①
弧的半径为R2 .一小球在A点正上方与A相距题眼R4处②由静止开始自由下落,经A
B 球继续上升的高度 h=2vg2=R3,
B
球上升的最大高度为
2(多选)(2015·新课标全国Ⅱ·21)如图,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 答案 解析
第五章 机械能
第2讲 机械能守恒定律
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1
内容索引
基础 知识梳理
命题点一 命题点二
机械能守恒的判断
单个物体的机械 能守恒
命题点三 命题点四
用机械能守恒定律 含弹簧类机械能
解决连接体问题
守恒问题
盘查拓展点
课时作业
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2
1
基础知识梳理
一、机械能
1.重力做功与重力势能
③重力势能的变化量是绝对的,与参考面的选取 无关 .
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4
2.弹性势能 (1)定义 发生弹性形变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)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. 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 .
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29
【例3】如图所示,左侧为一个半径为R的半球形的碗固定在水平桌面上,
碗口水平,O点为球心,碗的内表面及碗口光滑.右侧是一个固定光滑斜
面,斜面足够长,倾角θ=30°.一根不可伸长的不计质量的细绳跨在碗口
及光滑斜面顶端的光滑定滑轮两端上,绳的两端分别系有可视为质点的
小球m1和m2,且m1>m2.开始时m1恰在碗口水平直径右端A处,m2在斜面 上且距离斜面顶端足够远,此时连接两球的细绳与斜面平行且恰好伸直.
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5
深度思考
同一根弹簧伸长量和压缩量相同时,弹簧的弹性势能相同吗? 答案 相同.
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6
二、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:mgh1+12 mv12= mgh2+12mv22 .
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40
【例4】 (2016·全国Ⅱ·25)轻质弹簧原长为2l,将弹簧竖直放置在地面上,
在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放,当弹簧被压缩到最短时,弹
题眼①
簧长度为l.现将该弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与物块P接触
但不连接.AB是长度为5l的水平轨道,B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD
(1)重力做功的特点
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:物体从位置A到位置B时,重力对物体做的功等于物体重
力势能的 减少量 ,即WG= -ΔEp .
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
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5
命题点四
含弹簧类机械能守恒问题
1.由于弹簧的形变会具有弹性势能,系统的总动能将发生变化,若系统 所受的外力和除弹簧弹力以外的内力不做功,系统机械能守恒. 2.在相互作用过程特征方面,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(如绷紧的弹簧由静止释放).
上足够高的位置滑下,将无能量损失的连续滑入第一个、第二个圆管轨道
A、B内部(圆管A比圆管B高).某次一挑战者自斜管上某处滑下,经过第一个
圆管轨道A内部最高位置时,对管壁恰好无压力.则这名挑战者 答案
A.经过管道A最高点时的机械能大于经过管道
B最低点时的机械能
B.经过管道A最低点时的动能大于经过管道B最
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题组阶梯突破
3.(2014·新课标Ⅱ·15)取水平地面为重力势能零点.一物块从某一高度水平
抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等.不计空气阻力.该物块落地
时的速度方向与水平方向的夹角为 答案 解析
π
π
π

A.6
√B.4
C.3
D.12
v0 h
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12mv02=mgh,即 v0= 2gh.
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15
【例1】 (多选)如图,轻弹簧竖立在地面上,正上方有一钢球,从A处自
由下落,落到B处时开始与弹簧接触,此时向下压缩弹簧.小球运动到C
题眼
处时,弹簧对小球的弹力与小球的重力平衡.小球运动到D处时,到达最
低点.不计空气阻力,以下描述正确的有 分析 答案
A.小球由A向B运动的过程中,处于完全失重状态,小球的
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8
深度思考
处理连接体的机械能守恒问题时,一般应用哪个公式较方便? 答案 ΔEp=-ΔEk.
2019-9-14
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基础题组自测
1.(粤教版必修2P82第2题)(多选)忽略空气阻力,下列物体运动过程中满 足机械能守恒的是 答案 A.电梯匀速下降
√B.物体自由下落 √C.物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端
落地时的竖直分速度
vy= 2gh=vx=v0,
θ感=谢您π4的聆听
26
4. (2014·安徽·15)如图所示,有一内壁光滑的闭合椭圆形管道,置于竖直
题眼①
平面内,MN是通过椭圆中心O点的水平线.已知一小球从M点出发,初速
题眼②
率为v0,沿管道MPN运动,到N点的速率为v1,所需时间为t1;若该小球
2019-9-14
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3.机械能守恒的条件 (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.
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