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2019-2020年高考物理一轮复习机械能守恒定律学案一.考纲解读
1.理解重力势能、弹性势能、机械能的概念.
2.理解机械能守恒的条件.
3.理解机械能守恒定律能运用机械能守恒定律分析和解决生活、生产中的实际问题.二.双基回扣1.如图所示,质量为m的小球从桌面竖直向上抛出,桌面离地高度为h1,小球能达到的最大高度离地为h.若以桌面为重力势能的零参考平面,不计空气阻力,则,小球在最高点的重力势能为___________,落地时的重力势能为_________,落地时的动能为_________,落地时的机械能为__________2.如图所示,一轻质弹簧固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬挂点等高的地方无初速度释放,让其自由摆下,不计空气阻力,在水平位置弹簧长度等于原长,重物在摆向最低点的过程中( )A.重力做正功,弹力不做功B.重物重力势能与动能之和增大C.重物的动能与弹簧的弹性势能之和增大D.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后,重力做功不变,弹力不做功3.下列四个选项的图中木块均在固定的斜面上运动其中图A、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C中的木块向上运动.在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是ABCD三.要点导学要点一关于物体机械能守恒与否的判断例
1.一轻质弹簧固定于天花板上的O点处原长为L如图所示.一个质量为m的物块从A点竖直向上抛出以速度v与弹簧在B点相接触然后向上压缩弹簧到C点时物块速度为零在此过程中无机械能损失.下列说法中正确的是A.由A到C的过程中物块的动能和重力势能之和保持不变B.由B到C的过程中弹簧的弹性势能和物块动能之和逐渐减小C.由A到C的过程中物块m的机械能守恒D.由B到C的过程中物块与弹簧组成的系统机械能守恒练习
1.质量分别为m和M其中M=2m的两个小球P和Q中间用轻质杆固定连接在杆的中点O处有一个固定转轴如图所示.现在把杆置于水平位置后自由释放在Q球顺时针摆动到最低位置的过程中关于能量下列说法中正确的是A.Q球的重力势能减少、动能增加Q球和地球组成的系统机械能守恒B.P球的重力势能增加、动能减小P球和地球组成的系统机械能守恒C.P球、Q球和地球组成的系统机械能守恒D.P球、Q球和地球组成的系统机械能不守恒小结判断机械能是否守恒的方法要点二机械能守恒定律的基本表达式例
2.如图所示一根很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮绳两端各系一小球a和b.a球的质量为m静置于地面;b球的质量为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 A.hB.
1.5hC.2hD.
2.5h练习2如图所示是一个横截面为半圆、半径为R的光滑柱面一根不可伸长的细线两端分别系着物体A、B且mA=2mB从图示位置静止释放A物体当物体B到达半圆顶点时求绳的张力对物体B所做的功.例
3.如图所示两个竖直圆弧轨道固定在同一水平地面上半径R相同左侧轨道由金属凹槽制成右侧轨道由金属圆管制成且均可视为光滑.在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放小球距离地面的初始高度分别为hA和hB.下列说法中正确的是 A.若使小球A沿轨道运动并且从最高点飞出释放的最小高度为B.若使小球B沿轨道运动并且从最高点飞出释放的最小高度为C.适当调整hA可使A球从轨道最高点飞出后恰好落在轨道右端口处D.适当调整hB可使B球从轨道最高点飞出后恰好落在轨道右端口处练习
3、某娱乐项目中参与者抛出一小球去撞击触发器从而进入下一关.现在将这个娱乐项目进行简化假设参与者从触发器的正下方以速率v竖直上抛一小球小球恰好击中触发器.若参与者仍在刚才的抛出点沿A、B、C、D四个不同的光滑轨道分别以速率v抛出小球如图所示.则小球能够击中触发器的可能是 小结要点三含弹性势能的机械能守恒定律综合问题例
4.如图所示为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图其下半部AB是一长为2R的竖直细管上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管管口沿水平方向AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧.投饵时每次总将弹簧长度压缩到
0.5R后锁定在弹簧上段放置一粒鱼饵解除锁定弹簧可将鱼饵弹射出去.设质量为m的鱼饵到达管口C时对管壁的作用力恰好为零.不计鱼饵在运动过程中的机械能损失且锁定和解除锁定时均不改变弹簧的弹性势能.已知重力加速度为g.1求质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v
1.2求弹簧压缩到
0.5R时的弹性势能Ep.3已知地面与水面相距
1.5R若使该投饵管绕AB管的中轴线OO在90°角的范围内来回缓慢转动每次弹射时只放置一粒鱼饵鱼饵的质量在m到m之间变化且均能落到水面.持续投放足够长时间后鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少练习
4.如图所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接,另一端与物体A相连,物体A置于光滑水平桌面上桌面足够大,A右端连接一水平细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连.开始时托住B,让A处于静止且细线恰好伸直,然后由静止释放B,直至B获得最大速度.下列有关该过程的分析中正确的是 A.B物体受到细线的拉力保持不变B.B物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量C.A物体动能的增加量等于B物体重力对B做的功与弹簧弹力对A做的功之和D.A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A做的功例
5.如图所示为某游乐场内水上滑梯轨道示意图整个轨道在同一竖直平面内表面粗糙的AB段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切.点A距水面的高度为H圆弧轨道BC的半径为R圆心O恰在水面.一质量为m的游客视为质点可从轨道AB的任意位置滑下不计空气阻力.1若游客从A点由静止开始滑下到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面上的D点OD=2R求游客滑到B点时的速度vB的大小及运动过程中轨道摩擦力对其所做的功Wf.2若游客从AB段某处滑下恰好停在B点又因受到微小扰动继续沿圆弧轨道滑到P点后滑离轨道求P点离水面的高度h.提示:在圆周运动过程的任一点质点所受的向心力与其速率的关系为。