高三物理一轮复习精品课件机械能及
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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
高三物理一轮复习课件机械能
2 (1)mgR / 2, (2) 5 gR , (3)37 o 5
B．作匀变速运动的物体机械能可能守恒
C．外力对物体做功为零时，机械能一定守恒 D．只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒
如何判断机械能是否守恒？ （1）物体只有重力做功，物体的机械能守恒。 若系统中有弹簧，则系统中只有重力和弹簧弹力 做功，则系统机械能守恒。 （2）物体间只有动能和重力势能和弹性势能的相 互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递和转 化，则系统机械能守恒。
【答】m1/m2=1/2
6.如图所示，半径为r，质量不计的圆盘盘面与地 面相垂直，圆心处有一个垂直盘面的光滑水平固定 轴O，在盘的最右边缘固定一个质量为m的小球A， 在O点的正下方离O点r/2处固定一个质量也为m的 小球B，放开盘让其自由转动，向： ①当A球转动到最低点时，两小球的重力势能之 和减少了多少？ ②A球转到最低点时的线速度是多少? ③在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最 大角度是多少?
机械能守恒定律的几种表达方式：
（1）两种状态的机械能总量不变。
Ek1 E p1 Ek 2 E p 2
1 2 1 2 即： mv1 mgh1 mv 2 mgh 2 2 2
（2）系统动能的增加量等于系统势能的减小量。
Ek E p
1 2 1 2 即： mv 2 mv1 (mgh 2 mgh1 ) 2 2
1.关于机械能是否守恒的叙述，正确的是 [ ] A．作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒
B．作匀变速运动的物体机械能可能守恒
C．外力对物体做功为零时，机械能一定守恒 D．只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒
【答】B，D.
2、（2002全国春季）下列四个选项的图中，木块均
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________．
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。
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。
高考物理一轮总复习课件机械能守恒定律
解析
根据动量守恒定律，子弹射入木 块前后系统动量不变，即 mv0=(M+m)v，解得共同速度 v=mv0/(M+m)。根据动量定理 ，子弹对木块的冲量等于木块动 量的变化，即 I=Mv=Mmv0/(M+m)。
03
圆周运动与机械能守恒综合应用
圆周运动基础知识回顾
圆周运动的描述
01
线速度、角速度、周期、频率等基本概念及其关系。
例题二
解析弹簧振子在振动过程中的机械能守恒问题。通过分析弹簧振子的受力情况和运动过程 ，确定在振动过程中只有弹力做功，从而判断机械能守恒，并应用机械能守恒定律求解相 关物理量。
例题三
解析天体运动中的机械能守恒问题。通过分析天体运动的受力情况和运动过程，确定在天 体运动过程中只有万有引力做功，从而判断机械能守恒，并应用机械能守恒定律求解相关 物理量。
例题三
探讨变质量物体在水平面上的运
动，分析动能和势能之间的转化
03
关系。
总结
04 通过典型例题的解析，加深对变
质量问题中机械能守恒应用的理
解，提高解题能力。
06
实验：验证机械能守恒定律
实验原理和方法介绍
实验原理
机械能守恒定律指出，在只有重力做功的系统中，动能和势能可以相互转化，但总机械 能保持不变。
连续介质模型下系统内外力做功和能量转化关系分析
系统内力做功
连续介质内部各部分之间的相互作用力所 做的功。
外力做功
外部作用力对连续介质所做的功。
能量转化关系
内力做功和外力做功的总和等于系统机械 能的变化量。
典型例题解析
例题一
分析变质量物体在斜面上的运动 情况，并求解相关物理量。
高中物理一轮总复习课件机械能守恒定律
适用范围及限制条件
适用范围
机械能守恒定律适用于宏观低速物体，对于微观、高速物体不再适用。
限制条件
机械能守恒定律的成立有条件限制，如在有非保守力做功的情况下，机械能不再 守恒。此外，机械能守恒定律只适用于惯性参考系，对于非惯性参考系不再适用 。
02
典型问题解析与思路拓展
单摆问题
01
02
03
单摆模型建立
机械能分类
机械能可以分为动能和势能两大 类，其中势能又可以分为重力势 能和弹性势能。
守恒条件及表达式
守恒条件
只有重力或弹力做功的物体系统内，物体间的相互作用力只限于保守力，则系 统机械能守恒。
表达式
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，表达式为E1+E2=E3+E4（E1、E2表示初始状态的动能和势能， E3、E4表示末状态的动能和势能）。
在复习过程中注重物理思维方法的培养和 训练，如分析、综合、归纳、演绎等思维 方法，提高分析问题和解决问题的能力。
THANKS
感谢观看
机械能守恒的条件
物体或系统只有重力或弹力做功，没有其他力做 功或其他力做功的代数和为零。
3
机械能守恒定律的数学表达式
$E_k + E_p = text{常量}$，其中$E_k$为动能， $E_p$为势能。
易错点分析及纠正方法
易错点一
对机械能守恒条件理解不清。学生往往将“只有重力或弹 力做功”误解为“只受重力或弹力作用”，从而忽略了其 他力做功的情况。
通过测量和计算得到实验数据， 如位移、速度、加速度等，对数
据进行整理和分析。
误差分析
分析实验过程中可能产生的误差来 源，如空气阻力、摩擦阻力、测量 误差等，并采取相应的措施减小误 差。
高考物理一轮复习课件机械能
实验：验证机械能守恒定律
3. 通过打点计时器在纸带上打出一系列的点 ，记录重锤下落的运动情况。
4. 测量并记录重锤的质量、下落高度、速度 等数据。
5. 分析实验数据，计算动能和重力势能的变 化量，验证机械能是否守恒。
拓展：非惯性参照系下机械能守恒问题探讨
拓展内容
在非惯性参照系下，物体的机械能是否仍然守恒是一个值得探讨的问题。通过引入虚拟力 或惯性力的概念，可以分析物体在非惯性参照系下的受力情况和机械能变化。
02
横波与纵波：质点的振动方向 与波的传播方向垂直的波称为 横波；质点的振动方向与波的 传播方向在同一直线上的波称 为纵波。
03
波速、波长与频率的关系：波 速=波长×频率。
04
波的干涉与衍射：当两列波的 频率相同、相位差恒定、振动 方向相同时，会产生干涉现象 ；波在传播过程中遇到障碍物 或小孔时，会绕过障碍物或小 孔继续传播的现象称为波的衍 射。
时，其势能减小而动能增加；当行星远离恒星时，其势能增加而动能减
小。这种转化遵循能量守恒定律。
天体运动中的机械能守恒定律应用
机械能守恒定律
在只有重力做功的情况下，物体的动能和势能之和保持不变。即机械能守恒。
天体运动中的应用
在天体运动中，由于万有引力的作用，物体的动能和势能会发生变化，但它们的总和保持不变。因此，可以利用 机械能守恒定律来解决天体运动中的问题。例如，通过计算行星在不同位置的动能和势能之和，可以确定其轨道 参数和运动状态。
物体由于运动或位置而具有的能 量，包括动能和势能。
机械能分类
动能和势能是机械能的两种基本 形式。
动能与势能关系
01
02
03
动能定义
物体由于运动而具有的能 量，与物体的质量和速度 平方成正比。
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
高三物理一轮复习机械能守恒定律精品PPT课件
解析：由于杆 AB、AC 光滑，所以 M 下降，N 向 左运动，N 动能增加，M 对 N 做功，所以 M 的机械能 减小，N 的机械能增加，对 MN 系统无外力做功，所
以系统的机械能守恒. 答案：BC.
考点演练
达标提升 1. 下 列 关 于 机 械 能 是 否 守 恒 的 叙 述 正 确 的 是 （ BD ） A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B.做匀变速直线运动的物体的机械能可能守恒 C.合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒
内部的动能和势能相互转化或转移，与其他形式的能不发
生转化.
针对训练 2－1：如图 5－3－6 所示，光滑半圆
上有两个小球，质量分别为 m 和 M，由细绳挂着，今 由静止开始释放，求小球 m 至 C 点时的速度.（m 未
离开半圆轨道）
图 5－3－6
解析：以两球和地球组成的系统为研究对象.在
运动过程中，系统的机械能守恒.
选初态位置为零势能面：
mgR+ 1 mvC2－Mg 2 π R +1 MvC2=0
2
42
解得：vC= π RMg 2mgR .
M m 答案： π RMg 2mgR
M m
类型三：重力、弹力做功及势能的变化
【例 3】 如图 5－3－7 所示，劲度系数为 k1 的 轻质弹簧分别与质量为 m1、m2 的物块 1、2 拴接，劲 度系数为 k2 的轻质弹簧上端与物块 2 拴接，下端压
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（ ）
图 5－3－5
A.h
B.1.5h
C.2h
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