高考物理二轮课件：机械能守恒定律与能量守恒定律
3．(多选)如图所示，竖直平行金属导轨 MN、PQ 上端接有电阻 R，金属杆 质量为 m，跨在平行导轨上，垂直导轨平面的水平匀强磁场磁感应强度为 B，不计 ab 与导轨电阻，不计摩擦，且 ab 与导轨接触良好．若 ab 杆在竖 直向上的外力 F 作用下匀速上升，则以下说法正确的是( ) A．拉力 F 所做的功等于电阻 R 上产生的热量 B．杆 ab 克服安培力做的功等于电阻 R 上产生的热量 C．电流所做的功等于重力势能的增加量 D．拉力 F 与重力做功的代数和等于电阻 R 上产生的热量
3.如图所示，质量均为 m 的 A、B 两个小球，用长为 2L 的轻质杆相连接， 在竖直平面内，绕固定轴 O 沿顺时针方向自由转动(转动轴在杆的中点)， 不计一切摩擦，某时刻 A、B 球恰好在如图所示的位置，A、B 球的线速度 大小均为 v，下列说法正确的是( ) A．运动过程中 B 球机械能守恒 B．运动过程中 B 球速度变大 C．B 球在运动到最高点之前，单位时间内机械能的变化量保持不变 D．B 球在运动到最高点之前，单位时间内机械能的变化量不断改变
解析：选 D.开始阶段，拉力大于弹簧的弹力，F1、F2 对 m、M 均做正功，故系统的机械 能不断增加．随着弹簧形变量的增加，当拉力等于弹力时，物体速度最大、动能最大．之 后随着弹簧形变量的增加，拉力小于弹力，物体开始做减速运动，动能不断减小．速度 减小到零后，物体反向运动，拉力 F1、F2 均开始做负功，故系统机械能减小．所以选项 D 正确．
解析：选 D.小球到达 B 点时，恰好对轨道没有压力，故只受重力作用，根据 mg＝mRv2得， 小球在 B 点的速度 v＝ gR.小球从 P 点到 B 点的过程中，重力做功 W＝mgR，故选项 A 错误；减少的机械能ΔE 减＝mgR－12mv2＝12mgR，故选项 B 错误；合外力做功 W 合＝12mv2 ＝12mgR，故选项 C 错误；根据动能定理得 mgR－Wf＝12mv2－0，所以 Wf＝mgR－12mv2 ＝12mgR，故选项 D 正确．
解析：选 BD.根据能量守恒定律知，拉力 F 做的功等于重力势能的增加量和电阻 R 上产 生的热量之和，故 A 错误；根据功能关系知，杆 ab 克服安培力做功等于电阻 R 上产生 的热量，故 B 正确；安培力的大小与重力的大小不相等，则电流做的功与克服重力做功 大小不相等，即电流做功不等于重力势能的增加量，故 C 错误；根据动能定理知，拉力 和重力做功等于克服安培力做功的大小，克服安培力做的功等于电阻 R 上产生的热量， 故 D 正确．
[解析] 根据动能定理，物体动能的增量等于物体所受所有力做功的代数和，即增加的动 能为ΔEk＝WG＋Wf＝1 900 J－100 J＝1 800 J，A、B 项错误；重力做功与重力势能改变 量的关系为 WG＝－ΔEp，即重力势能减少了 1 900 J，C 项正确，D 项错误．
[答案] C
[题组过关] 考向一 功与能的对应关系 1.如图所示，在竖直平面内有一半径为 R 的圆弧轨道，半径 OA 水平、OB 竖直，一个质量为 m 的小球自 A 的正上方 P 点由静止开始自由下落，小 球沿轨道到达最高点 B 时恰好对轨道没有压力．已知 AP＝2R，重力加速 度为 g，则小球从 P 到 B 的运动过程中( ) A．重力做功 2mgR B．机械能减少 mgR C．合外力做功 mgR D．克服摩擦力做功12mgR
2．如图所示是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为 垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦．在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( )
A．缓冲器的机械能守恒 B．摩擦力做功消耗机械能 C．垫板的动能全部转化成内能 D．弹簧的弹性势能全部转化为动能
解析：选 B.由于车厢相互撞击弹簧压缩的过程中存在克服摩擦力做功，所以缓冲器的机 械能减少，选项 A 错误、B 正确；弹簧压缩的过程中，垫板的动能转化为内能和弹簧的 弹性势能，选项 C、D 错误．
机械能守恒定律及作用 【题组过关】 1．静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力．不计空气 阻力，在整个过程中，物体机械能随时间变化关系是( )
解析：选 C.以地面为零势能面，以竖直向上为正方向，则对于物体，在撤去外力前，有 F－mg＝ma，h＝12at2，某一时刻的机械能 E＝ΔE＝F·h，联立以上各式得 E＝F2a·t2∝ t2，撤去外力后，物体机械能守恒，故只有 C 正确．
(1)若 h＝2.4 m，求小物块到达 B 端时速度的大小； (2)若小物块落到传送带左侧地面，求 h 需要满足的条件； (3)改变小物块释放的高度 h，小物块从传送带的 D 点水平向右抛出，求小物块落地点到 D 点的水平距离 x 与 h 的关系式及 h 需要满足的条件．
答案：(1)物块由静止释放到 B 的过程中，mgsin θ－μmgcos θ＝ma v2B＝2asinh θ，vB＝4 m/s.
第一部分 专题复习讲义
专题二 能量与动量 第二讲 机械能守恒定律与能量守恒定律
物理
01
考点1
02
考点2
03
课后作业
知识内容 1.机械能守恒定律 2.能量守恒定律与能源
考试要求 d d
备考指津 机械能守恒定律的考查往往出现在综合题 中，主要考查其在生产、生活和科技中的 应用，题目中经常会涉及牛顿运动定律、 平抛运动、圆周运动等知识.
考向二 机械能守恒定律与动能定理的综合应用 4．(2019·浙江选考 4 月)某砂场为提高运输效率，研究砂粒下滑的高 度与砂粒在传送带上运动的关系，建立如图所示的物理模型．竖直 平面内有一倾角 θ＝37°的直轨道 AB，其下方右侧放置一水平传送 带，直轨道末端 B 与传送带间距可近似为零，但允许砂粒通过．转轮半径 R＝0.4 m、转 轴间距 L＝2 m 的传送带以恒定的线速度逆时针转动，转轮最低点离地面的高度 H＝ 2.2 m．现将一小物块放在距离传送带高 h 处静止释放，假设小物块从直轨道 B 端运动到 达传送带上 C 点时，速度大小不变，方向变为水平向右．已知小物块与直轨道和传送带 间的动摩擦因数均为 μ＝0.5.(sin 37°＝0.6)
(2)左侧离开，设 D 点速度为零时高为 h1
0＝mgh1－μmgcos θsihn1θ－μmgL
得 h<h1＝3.0 m. (3)右侧
h θsin
θ－μmgL，H＋2R＝12gt2，x＝vt
得 x＝2 h－3
为使能在 D 点水平抛出 mg≤mRv2
得 h≥3.6 m.
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2．如图所示，一轻弹簧左端固定在长木板 M 的左端，右端与小 木块 m 连接，且 m 与 M 及 M 与地面间接触光滑，开始时，m 与 M 均静止，现同时对 m、M 施加等大反向的水平恒力 F1 和 F2.在两物体开始运动以后的 整个运动过程中(弹簧形变不超过其弹性限度)，下面说法正确的是( ) A．对 m、M 和弹簧组成的系统，机械能守恒 B．对 m、M 和弹簧组成的系统，动能不断增加 C．对 m、M 和弹簧组成的系统，机械能不断增加 D．当弹簧弹力大小与 F1、F2 大小相等时，m、M 的动能最大
功能关系的应用 【重难提炼】
韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员．他在一次自由式滑雪空中技 巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功 1 900 J，他克服阻 力做功 100 J．韩晓鹏在此过程中( ) A．动能增加了 1 900 J B．动能增加了 2 000 J C．重力势能减小了 1 900 J D．重力势能减小了 2 000 J
解析：选 D.以 A、B 球为系统，以过 O 点的水平面为零势能参考平面时，系统的总机械 能为 E＝2×12mv2＝mv2.假设 A 球下降 h，则 B 球上升 h，此时两球的速度大小是 v′，由 机械能守恒定律知 mv2＝12mv′2×2＋mgh－mgh，得到 v′＝v，故运动过程中 B 球速度大 小不变，当单独分析 B 球时，B 球在运动到最高点之前，动能保持不变，重力势能在不 断增加．由几何知识可得单位时间内机械能的变化量是不断改变的，D 正确．
学科网2012高考物理二轮复习精品资料Ⅰ 专题6 能量转化与守恒(同步课件)
械能守恒， a、 两物体速度大小相等， 且 b 根据机械能守恒定律可知： 1 3mgh－mgh＝2(m＋3m)v2⇒v＝ gh.b 球落地时，a 球高度为 h，之 1 2 后 a 球向上做竖直上抛运动，此过程中机械能守恒，2mv ＝mgΔh v2 h ⇒Δh＝2g＝ 2，所以 a 可能达到的最大高度为 1.5 h，B 项正确．
例1
如图2－6－1所示，将一质量为m＝0.1 kg的小球自
水平平台右端O点以初速度v0 水平抛出，小球飞离平台后由A 点沿切线落入竖直光滑圆轨道ABC，并沿轨道恰好通过最高点
C，圆轨道 ABC的形状为半径 R＝2.5 m的圆截去了左上角
127°的圆弧，CB为其竖直直径，(sin53°＝0.8，cos53°＝ 0.6，重力加速度g取10 m/s2)求： (1)小球经过C点的速度大小； (2)小球运动到轨道最低点B时轨道对小球的支持力大小；
专题六 能量转化与守恒
主干知识整合 一、机械能守恒定律 1．机械能守恒的几种情况 (1)物体只受重力或弹簧的弹力作用时，发生动能和势能(包 括重力势能或弹性势能)的相互转化，机械能守恒．如物体在自 由落体运动和抛体运动过程中机械能守恒；在弹簧下端悬挂一个 物体，使其做自由振动，由物体、弹簧、地球组成的系统机械能 守恒． (2)物体除受重力(或弹力)外虽然受其他力的作用，但其他力 不做功，则物体的机械能守恒．如，用绳子拴一个小球在竖直平 面内做圆周运动，在不考虑空气阻力的情况下，机械能守恒．
例 1 变式题 2
(1)零
(2)
9 2gR
9 2gR
【解析】 (1)对 A、B、杆整体受力分析知，A、B 两环与杆一 起做自由落体运动，其加速度等于重力加速度 g. 以 B 为研究对象，根据牛顿第二定律，B 受到的合力 FB＝ma ＝mg，所以杆与 B 之间的作用力为零．
湖南省2015届高三物理 专题二 第一节 第6课时 功能关系 机械能守恒定律能量守恒定律课件
【分析与解答】(1)物体从开始位置 A 点到最后 D 点的过程中，弹性势能没有发生变化，动能和重力势能 减少，机械能的减少量为 1 2 ΔE＝ΔEk＋ΔEp＝ vm0＋mglADsin37° ① 2 物体克服摩擦力产生的热量为 Q＝Fx ② 其中 x 为物体的路程，即 x＝5.4 m F＝μmgcos37° ④ ⑤ 由能量守恒定律可得ΔE＝Q 由①②③④⑤式解得 μ＝0.52. ③
专题二第6课时功能关系_机械能守恒 定律能量守恒定律
3. 机械能瞬时损失问题
例 4.质量为 m 的质点，系于长为 R 的轻绳的一端，绳的另一端固定在 空间的 O 点，假定绳是不可伸长的、 柔软且无弹性的．今把质点从 O 点的 8 正上方离 O 点的距离为 R 的 O1 点以 9 3 水平的速度 v0＝ gR抛出，如图所示．试求： 4 (1)轻绳即将伸直时，绳与竖直方向的夹角为多少？ (2)当质点到达 O 点的正下方时，绳对质点的拉力 为多大？
(2)由 A 到 C 的过程中，动能减少 1 2 ΔE′k＝ mv0 2 ⑥
重力势能减少ΔE′p＝mglACsin37° 摩擦生热 Q＝FxAC＝μmgcos37°xAC ΔEpm＝ΔE′k＋ΔE′p－Q 联立⑥⑦⑧⑨解得ΔEpm＝24.4 J. ⑨
⑦ ⑧
由能量守恒定律得弹簧的最大弹性势能为
• 6、 如图所示，斜面轨道AB与水平面之间的夹角θ＝ 53°，BD为半径R＝4 m的圆弧形轨道，且B点与D点 在同一水平面上，在B点，斜面轨道AB与圆弧形轨道 BD相切，整个轨道处于竖直平面内且处处光滑，在A 点处有一质量m＝1 kg的小球由静止滑下，经过B、C 两点后从D点斜抛出去，最后落在地面上的S点时的速 度大小vS＝8 m/s，已知A点距地面的高度H＝10 m， B点距地面的高度h＝5 m，设以MDN为分界线，其左 边为一阻力场区域，右边为真空区域，g取10 m/s2， cos53°＝0.6，求： • (1)小球经过B点时的速度为多大？ • (2)小球经过圆弧轨道最低处C点时对轨道的压力多大？ • (3)小球从D点抛出后，受到的阻力Ff与其瞬时速度方向 始终相反，求小球从D点至S点的过程中阻力Ff所做的 功。
(四川专用)2014届高考物理二轮复习方案 第5讲 能量转化与守恒权威课件
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第 5讲
能量转化与守恒
高 频 考 点 探 究
(2)在最高点C，由牛顿第二定律得 mg－F＝ma 由牛顿第三定律得 F＝F′＝450 N 在AC段，由动能定理得 1 2 W－mgh＝ mv 2 由以各式解得：W＝1230 J.
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第 5讲
能量转化与守恒
【教师备用习题】 [备用理由]考查了涉及弹性势能的机械能守恒能量转化与守恒
高 频 考 点 探 究
(1)细线所承受的最大拉力F； (2)斜面的倾角θ； (3)弹簧所获得的最大弹性势能Ep.
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第 5讲
能量转化与守恒
[答案] (1)3mg
(2)45°
5mgL (3) 2
[解析] (1)小球由 C 运动到 O 点正下方，设速度为 v1，
高 频 考 点 探 究
高 频 考 点 探 究
如图所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧一端固 定，静止斜靠在光滑斜面上，另一自由端恰好与水平线AB 齐平，一长为L的轻质细线一端固定在O点，另一端系一质 量为m的小球，O点到AB的距离为2L，现将细线拉直水 平，小球从位置C由静止释放，到达O点正下方时，细线 刚好被拉断，当小球运动到A点时恰好能沿斜面方向压缩 2 弹簧，不计碰撞时的机械能损失，弹簧的最大压缩量为 2 L(弹性限度内)，求：
四、机械能的变化 重力和弹力(弹簧类)做功，不能改变系统的机械能， 除此之外的其他力做功才能改变物体或系统的机械能．物 体或系统的机械能的增量等于重力和弹力(弹簧类)以外的 其他力做的功，W其＝E2－E1，即其他力做正功则机械能增 加，其他力做负功则机械能减少．
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第5讲
高 考 真 题 聚 焦
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核心知识重组
高中物理复习：机械能守恒定律和能量守恒定律
高中物理复习：机械能守恒定律和能量守恒定律【知识点的认识】1．机械能：势能和动能统称为机械能，即E＝E k+E p，其中势能包括重力势能和弹性势能．2．机械能守恒定律（1）内容：在只有重力（或弹簧弹力）做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变．（2）表达式：观点表达式守恒观点 E1＝E2，E k1+E p1＝E k2+E p2（要选零势能参考平面）转化观点△E K＝﹣△E P（不用选零势能参考平面）转移观点△E A＝﹣△E B（不用选零势能参考平面）【命题方向】题型一：机械能是否守恒的判断例1：关于机械能是否守恒的叙述中正确的是（）A．只要重力对物体做了功，物体的机械能一定守恒B．做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒C．外力对物体做的功为零时，物体的机械能一定守恒D．只有重力对物体做功时，物体的机械能一定守恒分析：机械能守恒的条件：只有重力或弹力做功的物体系统，其他力不做功，理解如下：①只受重力作用，例如各种抛体运动．②受到其它外力，但是这些力是不做功的．例如：绳子的一端固定在天花板上，另一端系一个小球，让它从某一高度静止释放，下摆过程中受到绳子的拉力，但是拉力的方向始终与速度方向垂直，拉力不做功，只有重力做功，小球的机械能是守恒的．③受到其它外力，且都在做功，但是它们的代数和为0，此时只有重力做功，机械能也是守恒的．解：A、机械能守恒条件是只有重力做功，故A错误；B、匀速运动，动能不变，但重力势能可能变化，故B错误；C、外力对物体做的功为零时，不一定只有重力做功，当其它力与重力做的功的和为0时，机械能不守恒，故C错误；D、机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，故D正确．故选：D．点评：本题关键是如何判断机械能守恒，可以看能量的转化情况，也可以看是否只有重力做功．题型二：机械能守恒定律的应用例2：如图，竖直放置的斜面下端与光滑的圆弧轨道BCD的B端相切，圆弧半径为R，∠COB ＝θ，斜面倾角也为θ，现有一质量为m的小物体从斜面上的A点无初速滑下，且恰能通过光滑圆形轨道的最高点D．已知小物体与斜面间的动摩擦因数为μ，求：（1）AB长度l应该多大．（2）小物体第一次通过C点时对轨道的压力多大．分析：（1）根据牛顿第二定律列出重力提供向心力的表达式，再由动能定理结合几何关系即可求解；（2）由机械能守恒定律与牛顿第二定律联合即可求解．解：（1）因恰能过最高点D，则有又因f＝μN＝μmgcosθ，物体从A运动到D全程，由动能定理可得：mg（lsinθ﹣R﹣Rcosθ）﹣fl＝联立求得：（2）物体从C运动到D的过程，设C点速度为v c，由机械能守恒定律：物体在C点时：联合求得：N＝6mg答：（1）AB长度得：．（2）小物体第一次通过C点时对轨道的压力6mg．点评：本题是动能定理与牛顿运动定律的综合应用，关键是分析物体的运动过程，抓住滑动摩擦力做功与路程有关这一特点．题型三：多物体组成的系统机械能守恒问题例3：如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上．现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行．已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态．释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面．下列说法正确的是（）A．斜面倾角α＝30°B．A获得最大速度为2gC．C刚离开地面时，B的加速度最大D．从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能守恒分析：C球刚离开地面时，弹簧的弹力等于C的重力，根据牛顿第二定律知B的加速度为零，B、C加速度相同，分别对B、A受力分析，列出平衡方程，求出斜面的倾角．A、B、C组成的系统机械能守恒，初始位置弹簧处于压缩状态，当B具有最大速度时，弹簧处于伸长状态，根据受力知，压缩量与伸长量相等．在整个过程中弹性势能变化为零，根据系统机械能守恒求出B的最大速度，A的最大速度与B相等；解：A、C刚离开地面时，对C有：kx2＝mg此时B有最大速度，即a B＝a C＝0则对B有：T﹣kx2﹣mg＝0对A有：4mgsinα﹣T＝0以上方程联立可解得：sinα＝，α＝30°，故A正确；B、初始系统静止，且线上无拉力，对B有：kx1＝mg由上问知x1＝x2＝，则从释放至C刚离开地面过程中，弹性势能变化量为零；此过程中A、B、C组成的系统机械能守恒，即：4mg（x1+x2）sinα＝mg（x1+x2）+（4m+m）v Bm2以上方程联立可解得：v Bm＝2g所以A获得最大速度为2g，故B正确；C、对B球进行受力分析可知，C刚离开地面时，B的速度最大，加速度为零．故C错误；D、从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B、C及弹簧组成的系统机械能守恒，故D错误．故选：AB．点评：本题关键是对三个小球进行受力分析，确定出它们的运动状态，再结合平衡条件和系统的机械能守恒进行分析．【解题方法点拨】1．判断机械能是否守恒的方法（1）利用机械能的定义判断：分析动能与势能的和是否变化．如：匀速下落的物体动能不变，重力势能减少，物体的机械能必减少．（2）用做功判断：若物体或系统只有重力（或弹簧的弹力）做功，或有其他力做功，但其他力做功的代数和为零，机械能守恒．（3）用能量转化来判断：若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的能的转化，则系统的机械能守恒．（4）对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等问题机械能一般不守恒，除非题中有特别说明或暗示．2．应用机械能守恒定律解题的基本思路（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（E k1+E p1＝E k2+E p2、△E k＝﹣△E p或△E A＝﹣△E B）进行求解．注：机械能守恒定律的应用往往与曲线运动综合起来，其联系点主要在初末状态的速度与圆周运动的动力学问题有关、与平抛运动的初速度有关．3．对于系统机械能守恒问题，应抓住以下几个关键：（1）分析清楚运动过程中各物体的能量变化；（2）哪几个物体构成的系统机械能守恒；（3）各物体的速度之间的联系．13．能量守恒定律【知识点的认识】能量守恒定律1．内容：能量即不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变，叫能量守恒定律．2．公式：E＝恒量；△E增＝△E减；E初＝E末；3．说明：①能量形式是多种的；②各种形式的能都可以相互转化．4．第一类永动机不可制成①定义：不消耗能量的机器，叫第一类永动机．②原因：违背了能量守恒定律．。
大学物理3-3机械能守恒定律 能量守恒定律
1. 机械能守恒定律
机械能守恒定律：如果一个系统内只有保守内力 做功（常见），或者非保守内力与外力的总功为零， 则系统内各物体的动能和势能可以互相转换，但机械 能的总值保持不变。这一结论称为机械能守恒定律。
条件 Ae 0，Aid 0；或 Ae Aid 0
E
弹 p1
1 2
kx02
如果物体因惯性继续下降的微小距离为h，并且
以这最低位置作为重力势能的零位置，那么，系统
初时的重力势能为
E
重 p1
mgh
守恒定律
系统在这初始位置的总机械能为
E1＝Ek
1＋E
弹 p1＋E
重 p1
1 2
mv
2 0
1 2
kx02
mgh
在物体下降到最低位置时，物体的动能 Ek，2 系0统
定律 EKa EPa EKb EPb
或 E EK EP 常量
能量守恒定律
2. 能量守恒定律
一个孤立系统经历任何变化时，该系统的 所有能量的总和是不变的，能量只能从一种 形式变化为另外一种形式，或从系统内一个 物体传给另一个物体。这就是普遍的能量守 恒定律。
守恒定律
例题3-5 起重机用钢丝绳吊运一质量为m 的物体，以 速度v0作匀速下降，如图所示。当起重机突然刹车时， 物体因惯性进行下降，问钢丝绳再有多少微小的伸长？ (设钢丝绳的劲度系数为k，钢丝绳的重力忽略不计)。 这样突然刹车后，钢丝绳所受的最大拉力将有多大？
T
x0
G
h
v0
守恒定律
解 我们考察由物体、地球和钢丝绳所组成的系统。 除重力和钢丝绳中的弹性力外，其它的外力和内力都 不作功，所以系统的机械能守恒。
湖南省2015届高三物理 专题二 第6课时 功能关系 机械能守恒定律能量守恒定律课件
2.用功能关系分析解答相关问题
例 3 .(2012 安徽)如图所示，在竖直平面内有一个 半径为 R 的圆弧轨道．半径 OA 水平、OB 竖直，一个 质量为 m 的小球自 A 正上方 P 点由静止开始自由下落， 小球沿轨道到达最高点 B 时恰好对轨道没有压力，已 知 AP＝2R，重力加速度为 g，则小球从 P 到 B 的运动 过程中( ) A．重力做功 2mgR B．机械能减少 mgR C．合外力做功 mgR 1 D．克服摩擦力做功 mgR 2
• 3、(2013年山东)如图，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．两滑块组成系统的机械能守恒 • 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．两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩 擦力做的功
重点知识诠释 一、功能关系
1. 功
功是__________ 能量转化 的量度。做功的过程就是 ___________ 能量转化 的过程。做了多少功，就有多少能 量发生转化。 2. 具体情况 (1)重力做功：___________ 重力势能 和其他能相互转化。 (2)弹簧弹力做功：____________ 弹性势能 和其他能相互 转化。 (3)滑动摩擦力做功：机械能转化为_______ 内能 。
【分析与解答】(1)该系统在自由转动过程中，只有 重力做功，机械能守恒．设 A 球转到最低点时的线速度 为 vA，B 球的速度为 vB，则据机械能守恒定律可得： mgr mvA mvB mgr－ ＝ ＋ 2 2 2 据圆周运动的知识可知：vA＝2vB 由上述二式可求得：vA＝ 4gr 5
高中物理人教版必修2课件：第七章 机械能守恒定律+第10节 能量守恒定律与能源
(教师备用) 例2-1:(多选)下列设想中,符合能量守恒定律的是( BD ) A.利用永磁铁和软铁的相互作用,做成一架机器,永远地转动下去 B.制造一架飞机,不携带燃料,只需利用太阳能就能飞行 C.做成一只船,利用流水的能量,逆水行驶,不用其他动力 D.利用核动力使地球离开太阳系
解析:选项A不符合能量守恒定律,利用永磁铁和软铁的相互作用,做一 架永远转动下去的机器是不可能的;太阳能可以转化为机械能,选项B中 所述情景中的飞机是可行的;核动力是非常大的,若大于地球和太阳系之 间的引力,则可使地球离开太阳系,该过程中核能转化为地球的机械能, 则选项B,D正确;逆水行船,不用其他动力是不可行的,选项C错误.
解析:力 F 做的功等于物块的机械能增加量,即 W=Fh=mgh+ 1 mv2,选项 A 错误;根 2
据重力做功公式可知 WG=-mgh,重力做负功,重力势能增加 mgh,选项 B,D 正确;根 据动能定理,合外力做功对应着动能转化,物块动能变化为ΔEk= 1 mv2,所以物块
2 所受合外力对它做的功为 1 mv2,选项 C 正确.
冲上倾角为30°的固定斜面,上升的最大高度为h,其加速度大小为 3 g.
4
在这个过程中,物体( ACD )
A.重力势能增加了 mgh C.动能损失了 3mgh
2
B.动能损失了 mgh D.机械能损失了 mgh
2
解析:物体重力势能的增加量等于克服重力做的功,选项 A 正确;合力做的功等
于动能的减少量ΔEk=mal=ma
(2)发现了各种自然现象之间的相互联系与转化. 【思考判断】 1.世界上总能量虽然不变,但我们仍需要有节能意识.( √ ) 2.随着科技的发展,“永动机”是可以制成的.( × ) 3.水果电池可以使灯泡发光消耗的是水果内的化学能.( √ )
2020_2021学年高中物理第七章机械能守恒定律10能量守恒定律与能源课件新人教版必修
【解析】 能源的使用在任何情况下都不可能达到理想状 态，做到没有任何损失，虽然遵从能量守恒定律，但它指的是 损失部分和被利用部分总和与原来的能量总量相等，选项A错 误，D正确；根据能量转化的方向性可知，能量经转化后，可利 用的能量只可能减少，不可能增加，因此节能的意义重大，同 时，只有节能意识是不够的，必须利用科技手段来提高能源的 利用率，不断开发新能源，以满足人类社会可持续发展的需 要，选项B、C错误．
10 能量守恒定律与能源
知识点一 能量守恒定律
1．导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是：确认 了 永动机 的不可能性和发现了各种 自然现象 之间的相互联 系和转化．
2．内容：能量既不会 消灭 ，也不会 创生 ，它只会从 一种形式 转化 为其他形式，或者从一个物体 转移 到另一个 物体，而在转化或转移的过程中，能量的总量 保持不变 ．这 就是能量守恒定律．
总结提能 任何违背能量守恒定律的过程都是不可能实现 的，但是不能认为不违背能量守恒定律的过程就一定能实现， 事实上物理过程能否实现不仅要受能量守恒定律的制约，同时 还要受到物理过程方向性的制约(如能量耗散)．
(多选)下列关于能量转化的说法中，正确的是( ABC ) A．能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们 无法把这些内能收集起来重新利用 B．各种形式的能量在转化时，总能量是不变的 C．在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但在可 利用的品质上降低了，从便于利用的变成了不便于利用的 D．各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒 的
c．确定参与转化的能量中有哪些能量增加，哪些能量减 少；
d．列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式(或初、末 状态能量相等的守恒式)
④能量守恒定律的重要意义 a．能量守恒定律是普遍适用的．是学习物理学的一条主 线． b．能量守恒定律对人类认识自然、改造自然起着重要的 指导作用． c．能量守恒定律的发现是19世纪自然科学中三大发现之 一．
2024高考物理复习专题06 机械能守恒定律 能量守恒定律(讲义)(解析版)
知积建构
机械能· 机械能是否守恒的三种判断方法
机械能与图象结合的问题， 应用机械能守恒定律解题的一般步骤
系统机械能守恒的三种表示方式· 多物体系统的机械能守恒问题
机械能及守恒的判断
机械能守恒定律
能量守恒定律
机械能守恒 定律的应用
能量守恒定律
及其应用
涉及弹簧的能量问题 摩擦力做功的能量问题
可知铅球速度变大，则动能越来越大，ＣＤ错误。 故选Ｂ。
２．（２０２１·全国·高考真题）如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端 与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底 板上有相对滑动。在地面参考系（可视为惯性系）中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统（）
Ａ．弹性绳刚伸直时，运动员开始减速
Ｂ．整个下落过程中，运动员的机械能保持不变 Ｃ．整个下落过程中，重力对运动员所做的功大于运动员克服弹性绳弹力所做的功
Ｄ．弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大
【答案】Ｄ 【详解】Ａ．弹性绳刚伸直时，此时运动员的重力大于弹性绳的弹力，加速度向下，运动员仍加速运动，故 Ａ错误；Ｂ．整个下落过程中，运动员连同弹性绳的机械能总和不变，但是整个下落过程中随着弹性绳的弹 性势能增大，运动员的机械能在减小，故Ｂ错误；Ｃ．整个下落过程中，初末状态运动员的速度均为零，重
３．板块问题……………………………………２０
４．传送带问题……………………………………２１ 题型特训·命题预测…２１ 考向一 能量转化及守恒定律的综合应用………２１
考向二 涉及弹簧的能量问题……………………２２
考向三 涉及板块、传送带的能量问题…………２４
高中物理课件：生产和生活中的机械能守恒
械能是否守恒?
提示：机械能等于重力势能和动能之和，摩天轮转动过程中，做匀速圆周运动，
座舱的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，所以机械能在变化，不守恒。
【典例精析】
2.过山车是游乐场中常见的设施。如图是一种过山车运行轨道的简易模型，它由竖
直平面内粗糙斜面轨道和光滑圆形轨道组成。过山车与斜面轨道间的动摩擦因数为
第四章 机械能及其守恒定律
第七节
生产和生活中的机械能守恒
学习目标
1.了解机械能守恒定律在生产、生活中的具体应用。
2.结合生产和生活实际，建立物理模型，解决落锤打桩机、跳台滑雪、
过山车等问题。
3.能用机械能守恒定律分析生产和生活中的有关问题。
自主学习
1．落锤打桩机
(1)构造：主要由桩锤、卷扬机和导向架组成。
者可视作质点，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求:
(1)滑雪者落点Q与最高点D之间的距离。
(2)滑雪者运动到C点的速度大小。
(3)滑雪者在圆弧滑道CD上损失的机械能。
解析：
(1)滑雪者在最高点D时恰好对滑道没有压力，设此时的速度为v，则由圆周运
动可知mg =
2
m
，
代入数据得v =10 m/s。
的一条规律.
表达式：
①E初＝E末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和.
②ΔE增＝ΔE减，增加的那些能量的增加量等于减少的那些能量的减少量.
【典例精析】
3.如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态.小物块的质量为m，从A处
以一定的初速度向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止.
合外力做功
动能的改变
W合＝ΔEk