2022年高考物理一轮专题机械能守恒定律学案新课标.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载2022 届高三新课标物理一轮原创精品学案专题 15 机械能守恒定律教学目标： 1懂得重力势能的概念,知道重力做功与重力势能变化的关系 2懂得弹性势能的概念,知道弹簧的弹力做功与弹性势能变化的关系 3懂得机械能守恒定律,并能应用其解决有关问题 4懂得做功与能量转化的对应关系 本讲重点： 1机械能守恒定律的条件 2机械能守恒定律的应用 本讲难点： 机械能守恒定律的应用 考点点拨： 1重力势能及 其变化 2机械能守恒条件的判定 3机械能守恒定律的应用 4做功与能量转化的对应关系（功能关系）第一课时2机 械能守恒定律：（1）内容：

2、在只有_ _做功的情形下,物体的_ 发生相互转化,但总的机械能保持不变；（2）表达式： _或 _；【重难点阐释 】名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载二、高考要点精析（一）重力势能及其变化考点点拨 重力势能 Ep=mgh是相对的,式中的 h 是相对于零势能面的竖直高度差；重力势能有正、 负零点的挑选不同,重力势能不同,但其变 重力势能的变化量打算于重力做功；化是 肯定的,与零点的挑选无关重力做正功,重力势能削减；重力做多少正功,重力势能就削减多少；反之,重力做多少负功,重力势能就增加多少；【例 1

3、】如下列图, 劲度系数为 k1的轻质弹簧两端分别与质量为 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,下端压在桌面上（不拴接）,整个系统处于平稳状态 . 现施力将物块 1 缓慢地竖直上提,直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面 . 在此过程中,物块 2 的重力势能增加了 _,物块1 的重力势能增加了 _；解析：只要运算出初末状态两物块的高度变 求得势能的变化；化,就可以算出重力做的功,进而名师归纳总结 初态：对 k1,压缩量为x 1m 1g；对 k2,压缩量为x2m 1km2g第 2 页,共 10 页k1末态：对 k1,伸长量为x 1；对 k2,恰为原长x202

4、m 2gk1- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载考点精炼1在水平地面上铺着 n 块砖,每块砖的质量为 m,厚度为 h,如将砖一块一块地叠放起来,至少需做的功为 _；（二）机械能守恒条件的判定考点点拨机械能守恒条件是：没有摩擦和介质阻力,物体只发生动能和势能的相互转化；或者说只有重力做功, 只有重力势能和动能之间相互转化,没有与其它形式能的转化；假如只有弹簧的弹力做功, 弹簧与物体这一系统,弹性势能与动能之间发生相互转化,不与其它形式的能发生转化,系统满意机械能守恒；【例 2】如下列图的四个选项中,木块均在固定的斜面上运动,其中图 A、

5、B、C中的斜面是光滑的,图 D中的斜面是粗糙的,图 A、B 中的力 F 为木块所受的外力,方向如图中箭头所示,图 A、B、D中的木块向下运动,图 机械能守恒的是C中的木块向上运动；在这四个图所示的运动过程中解析 ：机械能守恒的条件是：只有重力做功,A、B 除去重力做功外,仍有外力F 做功, D由于斜面粗糙,摩擦力做功,机械考点精炼 2如图物块和斜面都是光滑的,能也不守恒, C 中只有重力做功,机械能守恒；物块从静止沿斜面下滑过程中,物块机械能是否守恒？系统机械能是否守恒？其次课时名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学

6、习好资料 欢迎下载（三）机械能守恒定律的应用考点点拨（1）机械能守恒定律的各种表达形式mgh1mv20mg h1m v2,即EpE kEpEk；22EPEk；E 1E20；EPEK点评： 用时, 需要规定重力势能的参考平面；用时就不必规定重力势能的参考平面,因为重力势能的转变量与参考平面的选取没有关系；特别是用EPEK,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；（2）解题步骤 确定讨论对象和讨论过程；判定 机械能是否守恒；选定一种表达式,列式求解；【例 4】如图,质量为 m1 的物体 A 经一轻质弹簧与下方地面上的质量为 m2 的物体 B相连,弹簧的劲度系数为k,A、B都处

7、于静止状态；一条不行伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体A,另一端连一轻挂钩；开头时各段绳都处于伸直状态,A 上方的一段绳沿竖直方向；现在挂钩上升一质量为 m3 的物体 C并从静止状态释放,已知它恰好能使 B 离开地面但不连续上升；如将 C换成另一个质量为（m1 m2）的物体 D,仍从上述初始位置由静止状态释放,就这次 小是多少？已知重力加速度为 g；B 刚离地时 D的速度的大解析：开头时,A、B 静止,设弹簧压 缩量为 x1,有 kx1m1g挂 C并释放后, C向下运动, A向上运动,设 B 刚要离地时弹簧伸长量为 x2,有 kx2m2gB 不再上升,表示此时 A 和 C的速度为零, C已降到其

8、最低点；由机械能守恒,与初始状态相比,弹簧性势能的增加量为 Em3g x1x2 m1g x1x2C换成 D后,当 B 刚离地时弹簧势能的增量与前一次相同,由能量关系得名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1m 3m 1v21m 1v2学习好资料x 1x 2欢迎下载Em 3m 1gm 1gx 1x 2221 2 2 m 1m 3 v2m 1gx 1x2由式得由式得v2m 1m 1m2g22m 1m 3k（1）外力做的总功等于物体动能的增量：W外= Ek,这就是动能定理；（2）重力做的 功等于物体重力势能的增量：W G=

9、- EP；（3）重力以外的其他力做的功等于物体机械能的增量：其它力做的功） ；W其它= E,（W其它 表示除重力以外的（4）一对相互作用的滑动摩擦力做的总功,等于系统增加的内能（摩擦生热）：f d=Q（d为这两个物体间相对移动的路程）；【例 5】如下列图,一根轻弹簧下端固定,直立在水平面上；其正上方 A 位置有一只小球；小球从静止开头下落,在 B 位置接触弹簧的上端,在 C位置小球所 受弹力大小等于重力,在 D位置小球速度减小到零；小球下降阶段以下说法中正确选项A在 B 位置小球动能最大 B在 C位置小球动能最大 C从 AC位置小球重力势能的削减大于小球动能的增加D从 AD位置小球重力势能的削

10、减等于弹簧弹性势能的增加A B C D 解析：小球动能的增加用合外力做功来量度,AC小球受的合力始终向下,对小球做正功,使动能增加；CD小球受的合力始终向上,对小球做负功,使动能减小,所以名师归纳总结 B正确；从 A C小球重力势能的削减等于小球动能的增加和弹性势能之和,所以C正确； A、第 5 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载D两位置动能均为零,重力做的正功等于弹力做的负功,所以考点精炼D正确；选 B、C、D；名师归纳总结 （2）因两球在光滑水平面上运动时的速度v 比 B从 h 处自由滑下的速度2gh 大,增加的

11、第 6 页,共 10 页动能就是杆对B 做正功的结果；B 增加的动能为：E kB12 mvmgh1mgLsin22因系统的机械能守恒,所以杆对 B球做的功与杆对A球做的功的数值应当相等,杆对 B 球做正功,对 A做负功；所以杆对A球做的功为：W1mgLsin；2（3）当系统在斜面和水平面上运动时,A、B 的运动状态相同,杆中无作用力,杆对 A不做- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载功；当 B 球从斜面进入水平面,而 A 球仍在斜面上运动时,A、B 的运动状态不 同,此过程中杆对 A 球做功；三、考点落实训练名师归纳总结 1如下列图,质

12、量为M的物体放在水平地面上,物体上方安装一劲度系数为k 的轻弹簧,第 7 页,共 10 页在弹簧处于原长时,用手拉着其上端P 点缓慢地向上移动,直到物体脱离地面对上移动一段距离,在这一过程中,P 点的位移为H,就物体重力势能的增加量（）A等于 MgH B小于 MgHPC大于 MgH D无法确定M 2如下列图,在光滑水平面上放一木板；木板的左端放一物体,对物体施加一水平恒力F,将物体由静止开头直到从木板右端拉出；假如第一次木板被固定在地面上,其次次木板未被固定,就这两种情形下（）A摩擦力大小相同BF 做的功相同F C摩擦产生的热相同 D物体获得的动能相同3如下列图,在水平台面上的A 点,一个质量

13、为m的物体以初速度v0被抛出,不计空气阻力,当它到达B 点时,物体的动能为（）A1 2mv02mgH B1 2mv0 2 mghCmgHmgh D1 2mv0 2mg Hh - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载4如下列图,粗细匀称,两端开口的 U形管内装有同种液体,开头时两边液面高度差为 h,管中液柱总长度为4h,后来让液体自由流淌,当两液面高度相等时,右侧h 液面下降的速度为（）A1gh B1gh C1gh D1gh86427某物体做变速直线运动,就以下说法中不正确的是（）A如转变物体速度的是重力,物体的机械能不变B如转变物体速度的

14、是摩擦力,物体的 机械能必定削减C如转变物体速度的是摩擦力,物体的机械能可能增加D在物体速度增加的过程中,物体的机械能必定增加8某人把原先静止于地面上的质量为2kg 的物体向上提起1m,并使物体获得1m/s 的速度,取 g=10m/s2,就这过程中以下说法中正确选项（）A人对物体做的功为21J B合外力对物体做的功为21J C合外力对物体做功20J D物体的重力势能增加20J 考点落实训练参考答案1B 开头时 P 点向上移动,如弹力小于重力,物体不会离开地面,直到弹力等于重力后物体才随 P点向上移动,所以物体向上移动的距离小于 P 点向上移动的距离 H,物体重力势能的增加量小于 MgH；2AC

15、对物体施加一水平恒力 F,将物体由静止开头直到从木 板右端拉出,假如第一次木板被固定 在地面上,其次次木板未被固定,这两种情形下摩擦力大小相同,但两次物体对地的位移不同, F 做的功不同,其次次木板未被固定时F做的功多,物体获得的动能大；摩擦名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载两次摩擦产生的产生的热等于相互作用的摩擦力与相对位移的乘积,两次的相对位移相同,热量相同；所以,此题的选项AC正确；g ,A 正确；25ACD A球落地前以两球整体为对象,依据牛顿其次定律有,求得加速度为从释放到 A球落地,依

16、据机械能守恒,有：mgh12mv2A2解得： vgh两球落地后均不再弹起,所以A、B 两 落地的水平距离为s=vt =2h , B错, C正确；绳 L 对 B 球做的功等于B 球获得的动能,W=1mv21mgh,D正确；227 BD 如转变物体速度的是重力,只引起动能和重力势能的转化,物体的机械能不变,正确；如转变物体速度的是摩擦力,物体的机械能不肯定削减,如摩擦 力可以使物体加速,B错, C正确；物体的速度增加,动能增加,物体的机械能不肯定增加,D错；此题挑选的是不正确的选项；8AD在这一过程中人克服重力做功20J,物体的重力势能增加20J,D正确；物体的动能增加 1J,依据动能定理合外力对物体做的功为1J,B、C错误；人对物体做的功等于物体增加名师归纳总结 的机械能,即人对物体做的功为21J, A正确；第 9 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 学习好资料欢迎下载第 10 页,共 10 页- - - - - - -