2020版高考物理一轮复习第五章第3讲机械能守恒定律及其应用教案新人教版

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1、第3讲　机械能守恒定律及其应用考点1　对机械能守恒定律的理解1．对机械能守恒条件的理解(1)只受重力作用．(2)除重力外，物体还受其他力，但其他力不做功或做功代数和为零．(3)除重力外，只有系统内的弹力做功，只有动能、重力势能、弹性势能的相互转化，无其他形式能量的转化．2．机械能守恒判断的三种方法定义法利用机械能的定义直接判断，分析物体或系统的动能和势能的和是否变化，若不变，则机械能守恒做功法若物体或系统只有重力或系统内弹力做功，或有其他力做功，但其他力做功的代数和为零，则机械能守恒转化法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

2、能的转化，则机械能守恒1．(多选)如图所示，两个质量相同的小球A、B，用细线悬挂在等高的O1、O2点，A球的悬线比B球的悬线长，把两球的悬线均拉到水平位置后将小球无初速度释放，以悬点所在的水平面为参考平面，则经最低点时(　BD　)A．B球的动能大于A球的动能B．A球的动能大于B球的动能C．A球的机械能大于B球的机械能D．A球的机械能等于B球的机械能解析：空气阻力不计，小球下落过程中只有动能和重力势能之间的转化，机械能守恒，故C错误，D正确；到最低点时A球减少的重力势能较多，增加的动能较多，故A错误，B正确．2．如图所示，一个小球套在固定的倾斜光滑

3、杆上，一根轻质弹簧的一端悬挂于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到与O点等高的位置由静止释放．小球沿杆下滑，当弹簧处于竖直时，小球速度恰好为零．若弹簧始终处于伸长且在弹性限度内，在小球下滑过程中，下列说法正确的是(　A　)A．小球的机械能先增大后减小B．弹簧的弹性势能一直增加C．重力做功的功率一直增大D．当弹簧与杆垂直时，小球的动能最大解析：小球沿杆下落过程中，弹簧弹力与小球速度的夹角先是锐角后是钝角，也就是弹簧弹力对小球先做正功后做负功，根据功能关系，小球的机械能先增大后减小，当弹簧垂直杆时伸长量最短，弹性势能最小．

4、所以A正确，B错误．当弹簧与杆垂直时，小球的加速度仍沿杆向下，如图，小球加速度为零的位置在N、P之间某点，速度最大的位置也就在N、P之间某点，所以D错误．设杆与竖直方向夹角为α，重力做功的功率PG＝mgvcosα，速度v先增大后减小，则重力做功的功率先增大后减小，所以C错误．3．如图所示，倾角为θ的光滑斜面体C固定于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，释放后，A将向下运动，则在A碰地前的运动过程中(　D　)A．A的加速度大小为gB．物体A机械能守恒C．由于斜面光滑，所以物块B机械能守恒D．A、B组成的系统机械能

5、守恒解析：物体A向下运动的过程中除受到重力以外，还受到细绳向上的拉力，物体A下落的加速度一定小于g，故A错误；物体A下落过程中，细绳的拉力做负功，A的机械能不守恒，故B错误；由于斜面光滑，A、B组成的系统在整个运动过程中，只有重力做功，系统机械能守恒，但细绳拉力对B做正功，B的机械能增加，故C错误，D正确．考点2　单体机械能守恒定律的应用1．机械能守恒定律的表达式2．用机械能守恒定律解题的基本思路如图所示，ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道，AB是半径为R＝15m的圆周轨道，半径OA处于水平位置，BDO是直径为15m的半圆轨道，D为BDO轨道的中

6、点．一个小球P从A点的正上方距水平半径OA高H处自由落下，沿竖直平面内的轨道通过D点时对轨道的压力等于其重力的倍，g取10m/s2.(1)H的大小．(2)试分析此球能否到达BDO轨道的O点，并说明理由．(3)小球沿轨道运动后再次落到轨道上的速度的大小是多少．[审题指导]　(1)光滑轨道，无摩擦，小球在运动过程中机械能守恒．(2)小球在轨道内运动可抽象为竖直平面的圆周运动，属于轻绳模型，能否通过O点由速度决定．【解析】　(1)设小球通过D点的速度为v，由牛顿第二定律得：mg＝m，小球从P点运动至D点的过程，由机械能守恒定律得：mg＝mv2，解得：H

7、＝10m.(2)若小球刚好沿竖直半圆轨道能运动到O点的速度为vC，在O点由牛顿第二定律得：mg＝m，小球至少应从HC高处落下，由机械能守恒定律得：mgHC＝mv，解得：HC＝＝3.75m，由于H>HC，故小球可以通过O点．(3)小球由P点落下通过O点的过程，由机械能守恒定律得：mgH＝mv，解得：v0＝10m/s，小球通过O点后做平抛运动，设小球经时间t落到AB圆弧轨道上，则有：x＝v0t，y＝gt2，且：x2＋y2＝R2，解得：t＝1s(另解舍弃)，又有：vy＝gt，v＝，解得：v＝10m/s.【答案】　(1)10m　(2)见解析　(3)10m

8、/s1．如图所示，两个四分之三圆弧轨道固定在水平地面上，半径R相同，A轨道由金属凹槽制成，B轨道由金属圆管制成，均可视为光滑轨道．在两轨