★2019年高考物理总复习(教科版)试题第五章 机械能 第2课时 机械能守恒定律 Word版含解析
2019版高考物理总复习 第五章 机械能 5-5-2 实验六 验证机械能守恒定律 精品优选公开课件
01 实验基础梳理 02 热点一 教材原型实验 03 热点二 实验拓展创新 04 高考模拟演练
实验基础梳理
实验六 验证机械能 守恒定律
实验基础梳理
实验基础梳理
【误差分 析】 1.减小测量误差的办法:一是测下落距离时都从0点量 起,一次将各打点对应下落高度测量完,二是多测几次 取平均值. 2.系统误差：由于重物和纸带下落过程中要克服阻 力做功．故动能的增加量ΔEk＝mv2/2 必定稍小于势 能的减少量ΔEp＝mghn，改进办法是调整器材的安 装，尽可能地减小阻力
现(2)选实取验O结C段果的往数往据是进重行力处势理能，的则减OC段重物的重力势能减少量为 _少__量__略__大_J，于动能增的加增量加为量_，__关__于___J。(计算结果保留2位有效数
字这)个 误B差D， 下 列 说 法 正 确 的 是
________。 A．该误差属于偶然误差 CB．．可该以误通差过属多于次系测统量误取差平均值的方法来减小该误差 D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差转到解析
距离如图乙所示。已知两个物体2m.410＝100 g、m2＝300 g，则(g＝
9(.28)在m/打s2)点0～5过程中系统动能的增加
量1(1Δ.1)E在6k＝纸_带__上__打__下_J计，数系点统5重时力的势速能度的v5＝____m/s；
减1少.1量8 ΔEp＝________J， (结果保留3 位 有在效误数差字允)许由的此范得围出内的，结 论 是 ____m__1_、__m__2_组__成___的__系__统___机__械______ ____能__ 守恒
④①③ ①把纸带向左拉直 ② ②松手释放物块 ③接通打点计时器电源
实验热点突破
[精品]2019版高考物理一轮复习 第五章 机械能及其守恒定律章末综合测试
![[精品]2019版高考物理一轮复习 第五章 机械能及其守恒定律章末综合测试](https://img.taocdn.com/s3/m/71f968afb9d528ea81c779db.png)
第五章 机械能及其守恒定律章末综合测试(五) (时间：60分钟 分数：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．质量为m 、初速度为零的物体，在不同变化的合外力F 作用下都通过位移x 0.下列各种情况中合外力做功最多的是( )解析：C 力F 随位移x 变化的图线与x 轴围成的面积表示功，合外力做功最多的是图C.2．物体放在水平地面上，在水平拉力的作用下，沿水平方向运动，在6 s 内其速度与时间关系的图象和拉力的功率与时间关系的图象如图甲、乙所示，由图象可以求得物体的质量为(取g ＝10 m/s 2)( )A ．2 kgB ．2.5 kgC ．3 kgD ．3.5 kg解析：B 匀速运动时拉力等于摩擦力，为：F 2＝F f ＝P v ＝104N ＝2.5 N.物体做匀加速直线运动时，拉力为恒力，v 随时间均匀增大，所以P 随t 均匀增大．F 1＝P ′v ′＝304 N ＝7.5 N.F 1－F f ＝ma ， a ＝42m/s 2＝2 m/s 2可得m ＝2.5 kg.故B 正确，A 、C 、D 错误．3．滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来．如图所示，质量为m 1＝50 kg 的运动员从轨道上的A 点以v 0的水平速度冲上质量为m 2＝5 kg 的高度不计的静止滑板后，又一起滑向光滑轨道DE ，到达E 点时速度减为零，然后返回，已知H ＝1.8 m ，重力加速度g ＝10 m/s 2.设运动员和滑板可看成质点，滑板与水平地面的摩擦力不计．则下列说法正确的是( )A ．运动员和滑板一起由D 点运动到E 点的过程中机械能不守恒B ．运动员的初速度v 0＝8 m/sC ．刚冲上DE 轨道时，运动员的速度大小为6 m/sD ．运动员冲上滑板到二者共速的过程中机械能守恒解析：C 运动员和滑板一起由D 点运动到E 点的过程中只有重力做功，则机械能守恒，得(m 1＋m 2)gH ＝12(m 1＋m 2)v 2共，v 共＝6 m/s ，A 错误、C 正确；若规定向右为正方向，运动员冲上滑板到二者共速，由动量守恒得m 1v 0＝(m 1＋m 2)v 共，解得v 0＝6.6 m/s ，运动员与滑板组成的系统的动能变化量ΔE k ＝12m 1v 20－12(m 1＋m 2)v 2共>0，则运动员冲上滑板到二者共速的过程中机械能不守恒，B 、D 错误．4.一滑块以一定的初速度从一固定斜面的底端向上冲，到斜面上某一点后返回底端，斜面粗糙．滑块运动过程中加速度与时间关系图象如图所示．下列四幅图象分别表示滑块运动过程中位移x 、速度v 、动能E k 和重力势能E p (以斜面底端为参考平面)随时间变化的关系图象，其中正确的是( )解析：D 滑块冲上斜面到沿斜面下滑底端的过程，先匀减速后匀加速，上滑过程x ＝v 0t －12a 1t 2，下滑过程x＝－12a 2(t －t 1)2，所以两段均为开口向下的抛物线(或者从x －t 图线的斜率分析，由过程可知：速度先减小后增大，所以斜率先减小后增大)，所以A 错误；因为有摩擦，所以机械能有损失，回到底端的速度必小于v 0，所以B 错误；因为动能E k ＝12mv 2，即有上滑过程E k ＝12m (v 0－a 1t )2，下滑过程有E k ＝12m [a 2(t －t 1)]2，上滑到最高点的动能为0，所以C 错误；重力势能E p ＝mgh ，所以重力势能先增加后减小，即D 正确．5．如图所示，质量M ＝4 kg 的物块B 与质量m ＝2 kg 的物块A 间用一轻质弹簧连接后，置于一倾角θ＝37°且足够长的固定光滑斜面上，C 为固定在斜面底部且与斜面垂直的挡板，整个装置处于静止状态，现用一平行于斜面向上、大小恒为F ＝60 N 的拉力作用在物块A 上，并使其沿斜面向上运动，当物块B 刚要离开挡板C 时，物块A 运动的距离为x ＝6 m ，则(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取10 m/s 2)( )A ．此时物块A 动能的增加量为360 JB ．该轻弹簧的劲度系数为4 N/mC ．此时物块A 的加速度大小为12 m/s 2D ．整个过程中弹簧弹性势能的增加量为300 J解析：C 在物块A 向上运动6 m 的过程中，拉力F 做的功为W F ＝Fx ＝360 J ，由能量守恒定律可知，拉力F 做的功转化为物块A 增加的动能、重力势能和弹簧的弹性势能，所以物块A 动能的增加量小于360 J ，选项A 错误；当物块A 静止不动时，设弹簧的压缩量为Δx ，对A 有mg sin θ＝k Δx ，即Δx ＝mg sin θk，当物块A 运动的距离为x ＝6 m 时，物块B 刚要离开挡板C ，对物块B 进行受力分析可知Mg sin θ＝k (6 m －mg sin θk)，代入数据可解得k ＝6 N/m ，选项B 错误；当物块A 运动的距离为x ＝6 m 时，设物块A 运动的加速度大小为a ，弹簧的伸长量为Δx ′，则由牛顿第二定律可得F －mg sin θ－k Δx ′＝ma ，又Δx ′＝6 m －mg sin θk，两式联立并代入数据可解得a ＝12 m/s 2，选项C 正确；由能量守恒定律可知弹簧弹性势能的增加量ΔE p ＝W F －mgx sin θ－ΔE k A ，因W F －mgx sin θ＝360 J －72 J ＝288 J ，故选项D 错误．6．质量为m 1、m 2的两物体，静止在光滑的水平面上，质量为m 的人站在m 1上用恒力F 拉绳子，经过一段时间后，两物体的速度大小分别为v 1和v 2，位移分别为x 1和x 2，如图所示．则这段时间内此人所做的功的大小等于( )A ．Fx 2B ．F (x 1＋x 2) C.12m 2v 22＋12(m ＋m 1)v 21 D.12m 2v 22 解析：BC 根据功的定义W ＝Fx ，而其x 应为拉过的绳子长度，也就是两个物体运动的位移之和，因此B 正确，A 错误；根据动能定理，拉力做的功等于两个物体增加的动能之和，即W ＝12m 2v 22＋12(m ＋m 1)v 21，因此C 正确，D 错误．7．如图所示，在竖直平面内，半径为R 的四分之一圆弧轨道AB 、水平轨道BC 与斜面CD 平滑连接在一起，圆弧轨道的半径OB 和BC 垂直，水平轨道BC 的长度大于π2R ，斜面CD 足够长．在圆弧轨道上静置着N 个质量为m ，半径为r (r ≪R )的光滑刚性小球，小球恰好将圆弧轨道铺满，从最高点A 到最低点B 依次标记为1、2、3……N .现将圆弧轨道末端B 处的阻挡物拿走，N 个小球由静止开始沿轨道运动，不计摩擦与空气阻力，若以BC 所在的平面为重力势能的零势能面，重力加速度为g ，则下列说法正确的是( )A ．第N 个小球在斜面CD 上向上运动时，其机械能减小B ．第N 个小球在斜面CD 上向上运动时，其机械能增大C ．N 个小球构成的系统在运动过程中机械能守恒，且机械能E ＝NmgR2D ．第1个小球到达最低点时的速度v <gR解析：BD 把N 个小球看成整体，则小球运动过程中只有重力做功，机械能守恒，由于重心到水平轨道BC 的高度小于R 2，故总机械能E <NmgR2，C 错误；在下滑的过程中，水平轨道上的小球要做匀速运动，而圆弧轨道上的小球要做加速运动，则后面的小球对前面的小球有向前的压力作用，同理可知，冲上斜面后后面的小球对前面的小球有向上的压力作用，故第N 个小球受到第N －1个小球的压力，压力做正功，第N 个小球机械能增大，故A 错误，B 正确；N 个小球整体的重心运动到最低点的过程中，根据机械能守恒定律有12Nmv 2<Nmg ×12R ，解得v <gR ，故D 正确．8．(2017·河南省实验中学模拟)在一水平向右匀速运动的传送带的左端A 点，每隔相同的时间T ，轻放上一个相同的工件．已知工件与传送带间动摩擦因数为μ，工件质量为m .经测量，发现后面那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离均为L .已知重力加速度为g ，下列判断正确的有( )A ．传送带的速度大小为L TB ．工件在传送带上加速时间为L2T μgC ．每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量为μmgL2D ．传送带因传送一个工件而多消耗的能量为mL 2T2解析：AD 工件在传送带上先做匀加速直线运动，然后做匀速直线运动，每个工件滑上传送带后运动的规律相同，可知L ＝vT ，解得传送带的速度v ＝L T，故A 正确．设每个工件匀加速运动的时间为t ，则工件的加速度为μg ，根据v ＝v 0＋at ，解得：t ＝v a ＝LT μg，故B 错误．工件与传送带相对滑动的路程为：Δx ＝v 2μg －v 22μg ＝v 22μg ＝L 22μgT2，则摩擦产生的热量为：Q ＝μmg Δx ＝mL 22T2.故C 错误．根据能量守恒得，传送带因传送一个工件多消耗的能量 E ＝12mv 2＋μmg Δx ＝mL2T2，故D 正确．二、非选择题(本题共3小题，第9、10题各16分．第11题20分，共52分)9．某汽车发动机的额定功率为60 kW ，汽车质量为5 t ，汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍．(g 取10 m/s 2)(1)若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度是多少？当汽车速度达到5 m/s 时，其加速度是多少？ (2)若汽车以恒定加速度0.5 m/s 2启动，则其匀加速过程能维持多长时间？解析：(1)当汽车的加速度为零时，汽车的速度v 达到最大值v m ，此时牵引力与阻力相等，故最大速度为v m ＝P F ＝P f ＝60×1030.1×5 000×10m/s ＝12 m/s(4分)由P ＝F 1v ，F 1－f ＝ma ，得速度v ＝5 m/s 时的加速度为(4分)a ＝F 1－f m ＝P mv －f m ＝(60×1035 000×5－0.1×5 000×105 000) m/s 2＝1.4 m/s 2.(2分)(2)汽车以a ′＝0.5 m/s 2的加速度启动时，当功率增大到额定功率时，匀加速运动达到最大速度，即v m ′＝PF 1′＝P f ＋ma ′＝60×1030.1×5 000×10＋5 000×0.5m/s ＝8 m/s(2分)由于此过程中汽车做匀加速直线运动，满足v m ′＝a ′t (2分) 故匀加速过程能维持的时间t ＝v m ′a ′＝80.5s ＝16 s ．(2分) 答案：(1)12 m/s 1.4 m/s 2(2)16 s10．一质量为M ＝2.0 kg 的小物块随足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞来的子弹击中并从物块中穿过，子弹和小物块的作用时间极短，如图甲所示．地面观察者记录了小物块被击中后的速度随时间变化的关系如图乙所示(图中取向右运动的方向为正方向)．已知传送带的速度保持不变，g 取10 m/s 2.(1)指出传送带速度v 的大小及方向，说明理由． (2)计算物块与传送带间的动摩擦因数μ.(3)传送带对外做了多少功？子弹射穿物块后系统有多少能量转化为内能？解析：(1)从v －t 图象中可以看出，物块被击穿后，先向左做减速运动，速度为零后，又向右做加速运动，当速度等于2.0 m/s ，则随传送带一起做匀速运动，所以，传送带的速度大小为v ＝2.0 m/s ，方向向右．(2分)(2)由v －t 图象可得，物块在滑动摩擦力的作用下做匀变速运动的加速度a ＝Δv Δt ＝4.02m/s 2＝2.0 m/s 2(2分) 由牛顿第二定律得滑动摩擦力F f ＝μMg ，则物块与传送带间的动摩擦因数μ＝Ma Mg ＝a g ＝2.010＝0.2(2分)(3)由v －t 图象可知，传送带与物块间存在摩擦力的时间只有3 s ，传送带在这段时间内移动的位移为x ，则x ＝vt ＝2.0×3 m＝6.0 m(2分)所以，传送带所做的功W ＝F f x ＝0.2×2.0×10×6.0 J＝24 J(2分)设物块被击中后的初速度为v 1，向左运动的时间为t 1，向右运动直至和传送带达到共同速度的时间为t 2，则有 物块向左运动时产生的内能Q 1＝μMg (vt 1＋v 12t 1)＝32 J(2分)物块向右运动时产生的内能Q 2＝μMg (vt 2－v2t 2)＝4 J(2分)所以整个过程产生的内能Q ＝Q 1＋Q 2＝36 J ．(2分) 答案：(1)2.0 m/s 方向向右 (2)0.2 (3)24 J 36 J11．如图所示，半径为R 的圆O 与半径为2R 的BCD 圆弧相切于最低点C (C ′) ，BCPC ′D 是螺旋轨道，C 、C ′间距离可以忽略．与水平面夹角都是37°的倾斜轨道AB 、ED 分别与BC 、C ′D 圆弧相切于B 、D 点，将一劲度系数为k 的轻质弹簧的一端固定在AB 轨道的固定板上，平行于斜面的细线穿过固定板和弹簧跨过定滑轮将小球和大球连接，小球与弹簧接触但不相连，小球质量为m ，大球质量为65m ，ED 轨道上固定一同样轻质弹簧，自然状态下，弹簧下端与D 点距离为L 2，初始两球静止，小球与B 点的距离是L 1，L 1>L 2，现小球与细线突然断开(一切摩擦不计，重力加速度为g )．(1)求细线刚断时，小球的加速度；(2)求小球恰好能完成竖直圆周运动这种情况下，小球在经过C 点时，在C 点左、右两边对轨道的压力之差； (3)在弹簧弹性限度内，讨论未脱离轨道的小球与弹簧接触再次获得与初始细线断开时相同大小的加速度时，小球速度的两类状况．解析：(1)细线未断时，线中张力F T ＝65mg ，弹簧弹力(1分)F N ＝F T －mg sin 37°＝65mg －35mg ＝35mg (2分)细线刚断时，小球的加速度a ＝F N ＋mg sin 37°m ＝65g .(1分)(2)小球在经过C 点时，在C 点左、右两边相当于分别在两个圆周上过最低点 在右边：F 支1＝F 向1＋mg (1分)得F 支1＝m v 2R 1＋mg (1分) 在左边：F 支2＝F 向2＋mg (1分)得F 支2＝m v 2R 2＋mg (1分)对轨道的压力之差为ΔF ＝F 支2－F 支1＝m v 2R 2－m v 2R 1(2分)得ΔF ＝mv 22R(1分)又12mv 2－2mgR ＝12mv 2顶(2分) mg ＝m v 2顶R(1分)解得ΔF ＝52mg .(1分)(3)若小球能过顶，则小球滑上左侧斜面轨道，压缩弹簧获得与初始细线断开时相同大小的加速度时，弹簧弹力为F N ＝65mg －mg sin 37°(1分)即弹簧压缩量与右侧初始弹簧压缩量相同，则弹簧的弹性势能相等，整个过程机械能守恒mgL 1sin 37°－mg (L 2＋3mg 5k )sin 37°＝12mv 22(2分) 解得v 2＝65g L 1－L 2－3mg5k(1分) 若小球不能过顶，又不脱离轨道，则小球滑回右侧斜面轨道，整个过程机械能守恒，小球回到出发位置，压缩弹簧，速度减为零，即v 2′＝0.(1分)答案：(1)65g (2)52mg (3)见解析。
2019版高考物理总复习第五章机械能5_3_2考点强化机械能守恒定律的应用课件
牛顿第三定律可知小球对轨道的压力 F′＝F＝4mg，选同的可视为质点的甲、乙两小球，甲从竖直固定的14光滑圆弧轨道
顶端由静止滑下，轨道半径为 R，圆弧底端切线水平，乙从高为 R 的光滑斜面顶端由静止 滑下。下列判断正确的是( )
题组剖析
3．如图7所示，在某竖直平面内，光滑曲面AB与水平 面BC平滑连接于B点，BC右端连接内、外壁光滑、半 径r＝0.2 m 的四分之一细圆管CD，管口D端正下方直 立一根劲度系数为k＝100 N/m的轻弹簧，弹簧一端固 定，另一端恰好与管口D端平齐。一个质量为1.0 kg的 小滑块(可视为质点)放在曲面AB上，现从距BC的高度 为h＝0.6 m 处由静止释放小滑块，它与BC间的动摩擦 因数μ＝0.5，小滑块进入管口C端时，它对上管壁有FN ＝2.5mg的相互作用力，通过CD后，在压缩弹簧过程 中小滑块速度最大时弹簧的弹性势能为Ep＝0.5 J。取重 力加速度g＝10 m/s2。求： (1)小滑块在C处受到的向心力大小；
在最低点：N1－mg＝mvR21 在最高点：N2＋mg＝mvR22
同时从最高点到最低点，根据机械能守恒 mg·2R＝12mv21－12mv22 联立以上三式可得 N1－N2＝6mg，故选项 D 正确。 答案 D
备选训练
2．(2017·河北廊坊质量监测)如图7所示，重10 N的滑块在倾角 为30°的斜面上，从a点由静止开始下滑，到b点开始压缩轻弹簧 ，到c点时达到最大速度，到d点(图中未画出)开始弹回，返回b点 离开弹簧，恰能再回到a点。若bc＝0.1 m，弹簧弹性势能的最大 值为8 J，则下列说法正确的是( )
题组剖析
2019届高考物理一轮复习讲义：第五章 机械能及其守恒定律第讲 机械能守恒定律及其应用 Word版含答案
第3讲机械能守恒定律及其应用板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】重力做功与重力势能Ⅱ1、重力做功的特点(1)重力做功与路径无关，只与始末位置的高度差有关。
(2)重力做功不引起物体机械能的变化。
2、重力做功与重力势能变化的关系(1)定性关系:重力对物体做正功，重力势能就减小，重力对物体做负功，重力势能就增大。
(2)定量关系:重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量，即W G＝－(E p2－E p1)＝E p1－E p2＝－ΔE p。
(3)重力势能的变化量是绝对的，与参考面的选取无关。
【知识点2】弹性势能Ⅰ1、定义发生弹性形变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，叫做弹性势能。
2、弹力做功与弹性势能变化的关系(1)弹力做功与弹性势能变化的关系类似于重力做功与重力势能变化的关系，用公式表示:W ＝－ΔE p。
(2)对于弹性势能，一般物体的弹性形变量越大，弹性势能越大。
【知识点3】机械能守恒定律及其应用Ⅱ1、内容:在只有重力(或系统内弹力)做功的情况下，物体系统内的动能和重力势能(或弹性势能)发生相互转化，而机械能的总量保持不变。
2、常用的三种表达式(1)守恒式:E1＝E2或E k1＋E p1＝E k2＋E p2。
E1、E2分别表示系统初末状态时的总机械能。
(2)转化式:ΔE k＝－ΔE p或ΔE k增＝ΔE p减。
表示系统势能的减少量等于动能的增加量。
(3)转移式:ΔE A＝－ΔE B或ΔE A增＝ΔE B减。
表示系统只有A、B两物体时，A增加的机械能等于B减少的机械能。
3、对机械能守恒定律的理解(1)机械能守恒定律的研究对象一定是系统，至少包括地球在内。
(2)当研究对象(除地球外)只有一个物体时，往往根据“是否只有重力(或弹力)做功”来判断机械能是否守恒；当研究对象(除地球外)由多个物体组成时，往往根据“有没有摩擦力和阻力做功”来判断机械能是否守恒。
(3)“只有重力(或弹力)做功”不等于“只受重力(或弹力)作用”，在该过程中，物体可以受其他力的作用，只要这些力不做功，机械能仍守恒。
2019高考物理复习实验06验证机械能守恒定律
(1)ΔEp＝mgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时 的钢球球心到____________之间的竖直距离．
A．钢球在A点时的顶端 B．钢球在A点时的球心 C．钢球在A点时的底端 (2)用 ΔEk＝12mv2 计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如
图所示，其读数为____________cm.某次测量中，计时器的示数为 0.010 0 s，则钢球
有些时间，总让你阵痛一生；有些画面，总让你影像一生；有些记忆，总让你温暖一生；有些离别，总让你寂静一生。其实，我们都不能要求明天怎么样，但明天一定会来，这或许就是人生。 时间，带来了一切，又悄然地带走了一切，有如那一片云，轻轻地飘过你的头顶，有不留痕迹的去向远方。云，只是自然的一分子，而人却是红尘的精灵，有血有肉，有魂有灵，会高于自然界的任何物种。花开有悦，花落低迷，我们人为地给花儿的一生粘贴了悲喜的标签。岂不知，即便是洒向大地的天使—雪花，可以清晰地感知，扑向大地的一瞬间，就注定了它的死亡，不管它是圣洁的，还是唯美的。
的速度为 v＝____________m/s.
(3)下表为该同学的实验结果：
ΔEp(×10－2 J) ΔEk(×10－2 J)
4.892 9.786 5.04 10.1
14.69 15.1
Hale Waihona Puke 19.59 29.38 20.0 29.8
他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的．你是 否同意他的观点？请说明理由．
(2016·全国新课标卷Ⅰ)某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒 定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20 Hz、30 Hz和40 Hz.打出纸带的一部分如图(b)所示．
高考物理一轮复习第五章实验五验证机械能守恒定律讲义
验证机械能守恒定律一、实验目的验证机械能守恒定律。
二、实验器材铁架台(含铁夹)、打点计时器、学生电源(交流4～6 V)、纸带(数条)、复写纸、导线、毫米刻度尺、重物(带纸带夹)。
突破点(一) 实验原理与操作[例1] 在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，电源的频率为50 Hz ，依次打出的点为0,1,2,3,4，…，n 。
则：(1)如用第2点到第6点之间的纸带来验证，必须直接测量的物理量为____________、____________、____________，必须计算出的物理量为____________、____________，验证的表达式为____________________。
(2)下列实验步骤操作合理的排列顺序是______(填写步骤前面的字母)。
A ．将打点计时器竖直安装在铁架台上B ．接通电源，再松开纸带，让重物自由下落C ．取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验D ．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带E ．选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h 1，h 2，h 3，…，h n ，计算出对应的瞬时速度v 1，v 2，v 3，…，v nF ．分别算出12mv n 2和mgh n ，在实验误差允许的范围内看是否相等 [答案] (1)第2点到第6点之间的距离h 26第1点到第3点之间的距离h 13 第5点到第7点之间的距离h 57第2点的瞬时速度v 2 第6点的瞬时速度v 6mgh 26＝12mv 62－12mv 22 (2)ADBCEF[由题引知·要点谨记]1.实验原理的理解[对应第1题] 1两种验证方法①利用起始点和第n 点计算。
代入gh n 和12v n 2，如果在实验误差允许的条件下，gh n ＝12v n 2，则能验证机械能守恒定律。
②任取两点计算A 、B ，测出h AB ，算出gh AB 。
b.算出12v B 2－12v A 2的值。
五章机械能及其守恒定律
第五章 机械能及其守恒定律
二、功率 1．定义：功与完成这些功所用时间的__比__值______． 2．物理意义：描述力对物体做功的____快__慢______．
3．公式
W
(1)定义式：P＝___t___，P为时间t内的__平__均__功__率____．
(2)推论式：P＝__F__v_c_o_sα________.(α为F与v的夹角)
栏目 导引
第五章 机械能及其守恒定律
某汽车发动机的额 定功率为60 kW，汽车质量为 5 t， 汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍．(g取10 m/s2) (1)若汽车以额定功率启动，则汽 车所能 达到的最大速度是多 少？当汽车速度达到5 m/s时，其加速度是多少？ (2)若汽车以恒定加速度0.5 m/s2启 动，则其匀加速过程能维持 多长时间？ [审题点睛] (1)达到最大速度时，汽车处于什么状态？ (2)v＝5 m/s时，牵引力多大？ (3)以加速度0.5 m/s2启动时，牵引力多大？此阶段能达到的最 大速度为多少？
栏目 导引
第五章 机械能及其守恒定律
3．功的正负判断 (1)α<90°，力对物体做__正____功． (2)α>90°，力对物体做__负____功，或说物体克服该力做功. (3)α＝90°，力对物体不做功．
特别提示：功是标量，比较做功多少看功的绝对值．
栏目 导引
第五章 机械能及其守恒定律
1.(单选)(2019·广州模拟)如图所 示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一 种有效方法．如果某受训者拖着轮胎在水 平直道上跑了100 m，那么下列说法正确的是( A ) A．轮胎受到地面的摩擦力对轮胎做了负功 B．轮胎受到的重力对轮胎做了正功 C．轮胎受到的拉力对轮胎不做功 D．轮胎受到地面的支持力对轮胎做了正功
2019高三物理一轮复习《5-3机械能守恒定律及其应用》
气阻力可忽略不计，运动员可视为质点，下列正确( )
重力做正功
A．运动员到达最低点前重力势能始终减小
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹
性势能增加
C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的
系统机械能守恒
无关
D．蹦极过程中，运动员的重力势能的改变量与重
力势能零点的选取有关 EP mgh2 mgh1 mgH
AB组成的系统，机械能守恒
mg(x1
x2 ) mg(x1
x2 ) sin 300
1 2mv2 2
0
FN
kx2 T
x1 O mg
高考总复习·物理
EP减 Ek增 x1+x2
第五章 机械能
[题后反思] 机械能守恒定律的应用技巧
(1)机械能守恒定律是一种“能——能转化”关 系，其守恒是有条件的，因此，应用时首先要对 研究对象在所研究的过程中机械能是否守恒做出 判断。
Ek1 EP1 Ek 2 EP2
ab组成的系统，机械能守恒
b落地瞬间,ab共速，设速度v：
3mgh mgh 1 (3m m)v2
2
v
v gh
m
3m
m
零势能面
v
高考总复习·物理
第五章 机械能
2．[含弹簧类机械能守恒]图所示，在倾角为 30°的光滑斜面上，一劲度系数为k＝200 N/m的 轻质弹簧一端连接固定挡板C上，另一端连接一质 量为m＝4 kg的物体A，一轻细绳通过定滑轮，一 端系在物体A上，另一端与质量也为m的物体B相 连，细绳与斜面平行，斜面足够长。用手托住物 体B使绳子刚好没有拉力，然后由静止释放。求：
E1
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第2课时机械能守恒定律1.(2018·海南海口质检)如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( C )A.(甲)图中,火箭升空的过程中,若匀速升空机械能守恒,若加速升空机械能不守恒B.(乙)图中物体匀速运动,机械能守恒C.(丙)图中小球做匀速圆周运动,机械能守恒D.(丁)图中,轻弹簧将A,B两小车弹开,两小车组成的系统机械能守恒解析:(甲)图中,不论是匀速还是加速,由于推力对火箭做功,火箭的机械能不守恒,是增加的,选项A错误;物体匀速运动上升,动能不变,重力势能增加,则机械能必定增加,选项B错误;小球在做圆锥摆的过程中,细线的拉力不做功,机械能守恒,选项C正确;轻弹簧将A,B两小车弹开,弹簧的弹力对两小车做功,则两车组成的系统机械能不守恒,但两小车和弹簧组成的系统机械能守恒,选项D错误.2.如图所示,斜面体置于光滑水平地面上,其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑,在物体下滑过程中,下列说法正确的是( D )A.物体的重力势能减少,动能不变B.斜面体的机械能不变C.斜面对物体的作用力垂直于接触面,不对物体做功D.物体和斜面体组成的系统机械能守恒解析:物体由静止开始下滑的过程其重力势能减少,动能增加,选项A 错误;物体在下滑过程中,斜面体做加速运动,其机械能增加,选项B 错误;物体沿斜面下滑时,既沿斜面向下运动,又随斜面向右运动,其合速度方向与弹力方向不垂直,弹力方向垂直于接触面,但与速度方向之间的夹角大于90°,所以斜面对物体的作用力对物体做负功,选项C错误;对物体与斜面体组成的系统,只有物体的重力和物体与斜面间的弹力做功,机械能守恒,选项D正确.3.(2017·河南郑州一模)如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环,圆环与一橡皮绳相连,橡皮绳的另一端固定在地面上的A点,橡皮绳竖直时处于原长h.让圆环沿杆滑下,滑到杆的底端时速度为零.则在圆环下滑过程中( C )A.圆环机械能守恒B.橡皮绳的弹性势能一直增大C.橡皮绳的弹性势能增加了mghD.橡皮绳再次达到原长时圆环动能最大解析:圆环沿杆滑下,滑到杆的底端的过程中有两个力对圆环做功,即环的重力和橡皮绳的拉力,所以圆环的机械能不守恒,选项A错误;橡皮绳的弹性势能随橡皮绳的形变量的变化而变化,由图知橡皮绳先缩短后再伸长,故橡皮绳的弹性势能先不变再增大,选项B错误;如果把圆环和橡皮绳组成的系统作为研究对象,则系统的机械能守恒,若圆环的机械能减少了mgh,则橡皮绳的弹性势能增加mgh,选项C正确;在圆环下滑过程中,橡皮绳再次到达原长时,该过程中动能一直增大,但不是最大,沿杆方向合力为零的时刻,圆环的速度最大,选项 D 错误.,长为L的均匀链条放在光滑水平桌面上,,松手后链条从静止开始沿桌边下滑,则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为( C )A. B.C. D.4解析:由机械能守恒定律ΔE p减=ΔE k增,即mg2,所以v=选项C正确.5.如图所示,物体B的质量是物体A在不计摩擦阻力的情况下,物体A自H高处由静止开始下落.以地面为参考平面,当物体A的动能与其重力势能相等时(物体B未到达滑轮处),物体A距地面的高度是( B )A. B. C. D.解析:物体A下落过程中,A,B组成的系统机械能守恒,则有mg(H-h)=2,又有mgh=2,解得h=选项B正确.导学号 58826109(2018·山东青岛模拟)在儿童乐园的蹦床项目中,小孩在两根弹性绳和弹性床的协助下实现上下弹跳.如图所示,某次蹦床活动中小孩静止时处于O点,当其弹跳到最高点A后下落可将蹦床压到最低点B,小孩可看成质点,不计空气阻力.下列说法正确的是( A )A.从A运动到O,小孩重力势能减少量大于动能增加量B.从O运动到B,小孩动能减少量等于蹦床弹性势能增加量C.从A运动到B,小孩机械能减少量小于蹦床弹性势能增加量D.从B返回到A,小孩机械能增加量等于蹦床弹性势能减少量解析:将小孩和弹簧看做一个系统,系统的机械能守恒.从A运动到O,小孩重力势能减少量等于动能增加量与弹性绳和蹦床的弹性势能的增加量之和,选项A正确;从O运动到B,小孩动能和重力势能的减少量等于弹性绳和蹦床的弹性势能的增加量,选项B错误;从A运动到B,小孩机械能的减少量大于蹦床弹性势能的增加量,选项C错误;若从B返回到A,小孩的机械能增加量等于蹦床和弹性绳弹性势能减少量之和,选项D错误.7.(多选)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( BD )A.运动过程中B球机械能守恒B.运动过程中B球速度大小不变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: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=2×2=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′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,可得单位时间内机械能的变化量是不断改变的,选项B,D正确.,可视为质点的小球A和B用一根长为0.2 m的轻杆相连,两球质量相等,开始时两小球置于光滑的水平面上,并给两小球一个2 m/s的初速度,经一段时间两小球滑上一个倾角为30°的光滑斜面,不计球与斜面碰撞时的机械能损失,g取10 m/s2,在两小球的速度减小为零的过程中,下列判断正确的是( D )A.杆对小球A做负功B.小球A的机械能守恒C.杆对小球B做正功D.小球B速度为零时距水平面的高度为0.15 m解析:将小球A,B视为一个系统,设小球的质量均为m,最后小球B上升的高度为h,2mv2=mgh+mg(h+0.2 m×sin 30°),解得h=0.15 m,选项D正确;以小球A为研究对象,由动能定理有-mg(h+0.2 m×sin 30°)+W=0-2,可知W>0,可见杆对小球A 做正功,选项A,B错误;由于系统机械能守恒,故小球A增加的机械能等于小球B减小的机械能,杆对小球B做负功,选项C错误.9.(多选)如图所示,劲度系数为k的轻质弹簧,一端系在竖直放置的半径为R的圆环顶点P,另一端系一质量为m的小球,小球穿在圆环上做无摩擦的运动.设开始时小球置于A点,弹簧处于自然状态,当小球运动到最低点时速率为v,对圆环恰好没有压力.下列分析正确的是( BC )A.从A到B的过程中,小球的机械能守恒B.从A到B的过程中,小球的机械能减少C.小球过B点时,弹簧的弹力为D.小球过B点时,弹簧的弹力为解析:从A到B,弹簧和小球组成的系统机械能守恒,而弹簧的弹性势能增加,故小球机械能减少;在最低点时,小球对环没有作用力,弹簧弹力与小球重力的合力提供向心力,即·山东潍坊模拟)(多选)如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的环,环套在竖直固定的光滑直杆上A点,光滑定滑轮与直杆的距离为d.A点与定滑轮等高,B点在距A点正下方d处.现将环从A处由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是( BC )A.环到达B处时,重物上升的高度h=dB.环从A到B,环减少的机械能等于重物增加的机械能C.环从A点能下降的最大高度为D.当环到达B处时,环与重物的速度大小相等解析:根据几何关系有,环从A下滑至B点时,重物上升的高度选项A错误;环下滑过程中无摩擦力对系统做功,故系统机械能守恒,即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能,选项B正确;设环下滑到最大高度为H时环和重物的速度均为0,此时重物上升的最大高度为根据机械能守恒有解得选项C正确;当环到达B处时,环沿绳方向的分速度与重物速度大小相等,选项D错误.11.(2018·广州模拟)如图所示,竖直平面内固定着由两个半径为R 的四分之一圆弧构成的细管道ABC,圆心连线O1O2水平.轻弹簧左端固定在竖直挡板上,右端靠着质量为m的小球(小球的直径略小于管道内径),长为R的薄板DE置于水平面上,板的左端D到管道右端C的水平距离为R,开始时弹簧处于锁定状态,具有一定的弹性势能,重力加速度为g,解除锁定,小球离开弹簧后进入管道,最后从C点抛出(不计小球与水平面和细管的摩擦).(1)若小球经C点时对轨道外侧的弹力的大小为mg,求弹簧锁定时具有的弹性势能E p;(2)试通过计算判断能否落在薄板DE上.解析:(1)设小球到达C点的速度大小为v1,解除弹簧锁定后小球运动到C点过程,弹簧和小球组成的系统机械能守恒,由机械能守恒定律得E p小球经过C点所受的弹力大小为mg,方向向下在C点由牛顿第二定律得解得E p=3mgR.(2)小球离开C后做平抛运动,由平抛运动的规律得2,x=v1t,联立解得因为x>2R,所以小球不能落在薄板DE上.答案:(1)3mgR (2)见解析12.如图所示,用长为L的细绳悬挂一个质量为m的小球,悬点为O点,把小球拉至A点,使悬线与水平方向成30°角,然后松手,问:(1)小球运动到C点时的速度为多大?(2)小球运动到悬点的正下方B点时,悬线中的张力为多大?解析:(1)小球从A点到C点做自由落体运动,下落高度为L,则v C(2)当小球落到A点的正下方C点,OC=L时绳又被拉紧,此时由于绳子的冲量作用,使小球沿绳方向的速度分量减为零,小球将以L为半径、以v1为初速度从C开始做圆周运动,如图,其切向分量为v1=v C cos 30°小球从C点到B点过程中,由机械能守恒定律mgL(1-sin 30°将v1gL在B点,由向心力公式得解得答案:(1)(2)13.(2017·黑龙江哈尔滨二模)如图所示,在竖直方向上A,B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上;B,C两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上.用手拿住C,使细线刚刚伸直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直,cd段的细线与斜面平行.已知A,B的质量均为m,斜面倾角为θ=37°,重力加速度为g,滑轮的质量和摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态.C释放后沿斜面下滑,当A刚要离开地面时,B的速度最大,(sin 37°= 0.6,cos 37°=0.8)求:(1)从开始到物体A刚要离开地面的过程中,物体C沿斜面下滑的距离;(2)C的质量;(3)A刚要离开地面时,C的动能.解析:(1)设开始时弹簧压缩的长度为x B,则有kx B=mg.设当物体A刚要离开地面时,弹簧的伸长量为x A,则有kx A=mg,当物体A刚要离开地面时,物体B上升的距离与物体C沿斜面下滑的距离相等,为h=x A+x B,解得(2)物体A刚要离开地面时,以B为研究对象,物体B受到重力mg、弹簧的弹力kx A、细线的拉力T三个力的作用,设物体B的加速度为a,根据牛顿第二定律,对B有T-mg-kx A=ma对C有m C gsin θ-T=m C aB获得最大速度时,有a=0解得m C m.(3)法一由于x A=x B,弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等,且物体A刚好离开地面时,B,C两物体的速度大小相等,设为v0,由机械能守恒定律得m C ghsin θC解得所以E kC=m法二根据动能定理,对C有m C ghsin θ-W T=E kC-0,对B有W T-mgh+W弹=E kB-0其中W弹=0又E kC∶E kB=10∶3解得E kC答案:(1)。