2019-2020年高考物理大一轮复习第五章机械能守恒定律本章学科素养提升课件
高考物理大一轮复习 第五章 实验六 验证机械能守恒定律讲义(含解析)教科版-教科版高三全册物理教案
实验六 验证机械能守恒定律1．实验目的验证机械能守恒定律． 2．实验原理(如图1所示)通过实验，求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和对应过程动能的增加量，在实验误差允许范围内，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律．图13．实验器材打点计时器、交流电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线． 4．实验步骤(1)安装器材：将打点计时器固定在铁架台上，用导线将打点计时器与电源相连． (2)打纸带用手竖直提起纸带，使重物停靠在打点计时器下方附近，先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打出一系列的点，取下纸带，换上新的纸带重打几条(3～5条)纸带．(3)选纸带：分两种情况说明①若选第1点O 到下落到某一点的过程，即用mgh ＝12mv 2来验证，应选点迹清晰，且第1、2两点间距离接近2mm 的纸带(电源频率为50Hz)．②用12mv B 2－12mv A 2＝mg Δh 验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时选择适当的点为基准点即可． 5．实验结论在误差允许的范围内，自由落体运动过程机械能守恒． 1．误差分析(1)测量误差：减小测量误差的方法，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ΔE k ＝12mv n 2必定稍小于重力势能的减少量ΔE p ＝mgh n ，改进办法是调整安装的器材，尽可能地减小阻力．2．注意事项(1)打点计时器要竖直：安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直线上，以减少摩擦阻力．(2)重物应选用质量大、体积小、密度大的材料．(3)应先接通电源，让打点计时器正常工作，后松开纸带让重物下落． (4)测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用v n ＝h n ＋1－h n －12T，不能用v n ＝2gh n 或v n＝gt 来计算． 3．验证方案方案一：利用起始点和第n 点计算代入mgh n 和12mv n 2，如果在实验误差允许的范围内，mgh n 和12mv n 2相等，则验证了机械能守恒定律．方案二：任取两点计算(1)任取两点A 、B ，测出h AB ，算出mgh AB . (2)算出12mv B 2－12mv A 2的值．(3)在实验误差允许的范围内，若mgh AB ＝12mv B 2－12mv A 2，则验证了机械能守恒定律．方案三：图像法从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h ，并计算各点速度的平方v 2，然后以12v 2为纵轴，以h 为横轴，根据实验数据作出12v 2－h 图像．若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率为g 的直线，则验证了机械能守恒定律．命题点一 教材原型实验例1 (2018·广东省湛江市第二次模拟)如图2所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律．该装置中的打点计时器所接交流电源频率是50Hz.图2(1)对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是________． A ．精确测量出重物的质量 B ．两限位孔在同一竖直线上C ．重物选用质量和密度较大的金属锤D ．释放重物前，重物离打点计时器下端远些(2)按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图3所示．纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O 点为纸带上打出的第一个点．图3①重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________． A ．OA 、OB 和OG 的长度 B ．OE 、DE 和EF 的长度 C ．BD 、BF 和EG 的长度 D ．AC 、BF 和EG 的长度②用刻度尺测得图中AB 的距离是1.76cm ，FG 的距离是3.71cm ，则可得当地的重力加速度是________m/s 2.(计算结果保留三位有效数字) 答案 (1)BC (2)①BD ②9.75解析 (1)因为在实验中比较的是mgh 、12mv 2的大小关系，故m 可约去，不需要测量重物的质量，对减小实验误差没有影响，故A 错误．为了减小纸带与限位孔之间的摩擦，实验装置中两限位孔必须在同一竖直线上，从而减小实验误差，故B 正确．实验供选择的重物应该选相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少摩擦阻力的影响，从而减小实验误差，故C 正确．释放重物前，为更有效地利用纸带，重物离打点计时器下端近些，故D 错误． (2)①当知道OA 、OB 和OG 的长度时，无法算出任何一点的速度，故A 不符合题意；当知道OE 、DE 和EF 的长度时，利用DE 和EF 的长度可以求出E 点的速度，从而求出O 点到E 点的动能变化量，知道OE 的长度，可以求出O 点到E 点重力势能的变化量，可以验证机械能守恒，故B 符合题意；当知道BD 、BF 和EG 的长度时，由BD 、BF 的长度可以求出E 点的速度，但无法求出G 点的速度，故无法求出E 点到G 点的动能变化量，故C 不符合题意；当知道AC 、BF 和EG 的长度时，可以分别求出B 点和F 点的速度，从而求B 到F 点的动能变化量，知道BF 的长度，可以求出B 点到F 点重力势能的变化量，可以验证机械能守恒，故D 符合题意．②根据Δh ＝gt 2，解得g ＝FG －AB 5T 2＝3.71－1.765×0.022×10－2m/s 2＝9.75 m/s 2. 变式1 某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律，频闪仪每隔0.05s 闪光一次，如图4所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表．(当地重力加速度取9.8m/s 2，小球质量m ＝0.2kg ，结果保留3位有效数字)图4时刻 t 2t 3t 4t 5速度(m·s －1)4.994.483.98(1)由频闪照片上的数据计算t 5时刻小球的速度v 5＝________m/s ；(2)从t 2到t 5时间内，重力势能的增加量ΔE p ＝____J ，动能的减少量ΔE k ＝________J ； (3)在误差允许的范围内，若ΔE p 与ΔE k 近似相等，即验证了机械能守恒定律．由上述计算得ΔE p ________(选填“>”“<”或“＝”)ΔE k ，造成这种结果的主要原因是_________________________________________________________________________________. 答案 (1)3.48 (2)1.24 1.28 (3)< 存在空气阻力 解析 (1)v 5＝16.14＋18.662×0.05×10－2m/s ＝3.48 m/s.(2)重力势能的增加量ΔE p ≈mg Δh ，代入数据可得ΔE p ≈1.24J，动能减少量为ΔE k ≈12mv 22－12mv 52，代入数据可得ΔE k ≈1.28J. (3)由计算可得ΔE p <ΔE k ，主要是由于存在空气阻力．命题点二 实验创新类型1 实验装置的创新例2 (2018·广东省东莞市上学期期末质检)某同学利用如图5甲所示的气垫导轨装置验证系统机械能守恒，在气垫导轨上安装了两个光电门1、2，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连．图5(1)用10分度游标卡尺测量遮光条宽度d 如图乙所示，遮光条宽度d ＝________mm. (2)实验时要调整气垫导轨水平，不挂钩码和细线，接通气源，轻推滑块从轨道右端向左运动的过程中，发现遮光条通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间．以下能够达到调整气垫导轨水平的措施是________(选填相应选项前的符号) A ．调节旋钮P 使轨道左端升高一些 B ．遮光条的宽度增大一些 C ．滑块的质量增大一些D ．气源的供气量增大一些(3)调整气垫导轨水平后，挂上细线和钩码进行实验，测出光电门1、2间的距离L .遮光条的宽度d ，滑块和遮光条的总质量M ，钩码质量m .由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间t 1、t 2，则遮光条通过光电门1时的瞬时速度的表达式v 1＝________；验证系统机械能守恒定律成立的表达式是________(用题中的字母表示，当地重力加速度为g )． 答案 (1)3.8 (2)A(3)d t 1 mgL ＝12(M ＋m )⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 12－12(M ＋m )⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 22解析 (1)游标卡尺读数为3mm ＋8×0.1mm＝3.8mm.(2)遮光条通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间．滑块做加速运动，也就是左端低，右端高．能够达到调整气垫导轨水平的措施是调节旋钮P 使轨道左端升高一些，故答案是A.(3)遮光条通过光电门1时的瞬时速度的表达式v 1＝dt 1，遮光条通过光电门2时的瞬时速度的表达式v 2＝d t 2，滑块从光电门2运动到光电门1的过程中，滑块和遮光条及钩码整体动能的增加量是12(M ＋m )⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 12－12(M ＋m )⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 22滑块从光电门2运动到光电1的过程中，钩码重力势能的减少量是mgL 验证系统机械能守恒定律成立的表达式是mgL ＝12(M ＋m )⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 12－12(M ＋m )⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 22.类型2 实验方案的创新例3 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图6甲所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A 点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M ，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为m 的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B 点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t ，用d 表示A 点到光电门B 处的距离，b 表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过B 点时的瞬时速度，实验时滑块在A 处由静止开始运动．图6(1)某次实验测得倾角θ＝30°，重力加速度用g 表示，滑块从A 处到达B 处时m 和M 组成的系统动能增加量可表示为ΔE k ＝_________，系统的重力势能减少量可表示为ΔE p ＝________，在误差允许的范围内，若ΔE k ＝ΔE p ，则可认为系统的机械能守恒．(用题中字母表示)(2)在上述实验中，某同学改变A 、B 间的距离，作出的v 2－d 图像如图乙所示，并测得M ＝m ，则重力加速度g ＝________m/s 2.答案 (1)M ＋m b 22t 2(m －M 2)gd (2)9.6 解析 (1)系统动能增加量可表示为ΔE k ＝12(M ＋m )v B 2＝M ＋m b 22t 2，系统的重力势能减少量可表示为ΔE p ＝mgd －Mgd sin30°＝(m －M2)gd . (2)根据机械能守恒可得(m －M2)gd ＝12(M ＋m )v 2，即g ＝2v 2d ，代入数据得g ＝9.6m/s 2.变式2 用如图7甲所示的实验装置验证m 1、m 2组成的系统机械能守恒．m 2从高处由静止开始下落，m 1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．如图乙给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，所用电源的频率为50Hz.已知m 1＝50g 、m 2＝150g ．则：(结果均保留两位有效数字)图7(1)在纸带上打下计数点5时的速度v 5＝________m/s ；(2)在打下0点到打下计数点5的过程中系统动能的增加量ΔE k ＝________J ，系统重力势能的减少量ΔE p ＝________J ；(当地的重力加速度g 取10m/s 2)(3)若某同学作出12v 2－h 图像如图丙所示，则当地的重力加速度g ＝________m/s 2.答案 (1)2.4 (2)0.58 0.60 (3)9.7解析 (1)v 5＝21.60＋26.40×10－20.1×2m/s ＝2.4 m/s.(2)ΔE k ＝12(m 1＋m 2)v 52－0≈0.58J，ΔE p ＝m 2gh 5－m 1gh 5＝0.60J.(3)由(m 2－m 1)gh ＝12(m 1＋m 2)v 2，知v 22＝m 2－m 1gh m 1＋m 2，即图线的斜率k ＝m 2－m 1g m 1＋m 2＝5.821.20m/s 2，解得g ＝9.7m/s 2.命题点三 实验拓展——探究弹簧的弹性势能例4 (2018·河南省洛阳市上学期期中)某实验小组利用如图8甲所示的实验装置，探究轻质弹簧的弹性势能与形变量的关系，光滑水平桌面距地面高为h ，一轻质弹簧左端固定，右端与质量为m 的小钢球接触，弹簧处于原长时，将小球向左推，压缩弹簧一段距离后由静止释放，在弹簧弹力的作用下，小球从桌子边缘水平飞出，小球落到位于水平地面的复写纸上，从而在复写纸下方的白纸P 点留下痕迹．(已知重力加速度为g )图8(1)实验测得小球的落点P 到O 点的距离为l ，那么由理论分析得到小球释放前压缩弹簧的弹性势能E p 与h 、l 、mg 之间的关系式为________________；(2)改变弹簧压缩量进行多次实验，测量数据如下表所示，请在图乙坐标纸上作出x －l 图像.p x 之间的关系式为________．答案 (1)E p ＝mgl 24h(2)见解析图(3)x ＝0.04l E p ＝625mgx24h解析 (1)小球从桌子边缘水平飞出，做平抛运动，有h ＝12gt 2，l ＝v 0t ；将小球向左推压缩弹簧，由机械能守恒可得E p ＝12mv 02，联立得E p ＝mgl 24h；(2)根据给出的数据利用描点法可得出对应的图像如图所示(3)由图像得出x 与l 的关系式为x ＝0.04l ，由实验得到弹簧弹性势能E p 与弹簧压缩量x 之间的关系式为E p ＝mgl 24h ＝625mgx 24h.。
2019版高考物理大一轮复习第五章机械能及其守恒定律第16讲机械能守恒定律及其应用课件
做一个系统，机械能才守恒．
• (1)机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零，更不是合外力为 “只有重力做功”不等于“只受重力作用”．
• (2)分析机械能是否守恒时，必须明确要研究的系统．
二 单个物体机械能守恒定律的应用
• 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
恒Ⅱ
学的综合问题
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板块一 板块二 板块三 板块四
• 1．重力做功与重力势能的关系
• (1)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___________的变化．
• (2)重力势能
• ①表达式：Ep＝____m_g_h______. • ②重力势能的特点
可以相互转化，而保总持的不机变械能____________. • (2)守恒条件 • 只有___重__力_或__弹__簧__弹_力_____做功．
• 1．请判断下列表述是否正确，对不正确的表述，请说明原因．
• (1)被举到高处的物体重力势能可以为零．√ ( ) • (2)克服重力做功，物体的重力势能一定增加√．( ) • (3)发生弹性形变的物体都具有弹性势能．√ ( ) • (4)弹簧弹力做正功时，弹性势能增加．×( )
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 恒做出判断． • (2)如果系统(除地球外)只有一个物体，用守恒观点列方程较方便； 于由两个或两个以上物体组成的系统，用转化或转移的观点列方 简便．
[例 2](2018·陕西宝鸡调研)如图所示，竖直平面内的34圆弧形光滑管道的半 于小球半径，管道中心线到圆心的距离为 R，A 端与圆心 O 等高，AD 为水平 点在 O 点的正下方，小球自 A 点正上方由静止释放，自由下落至 A 点时进入 从上端口飞出后落在 C 点，当小球到达 B 点时，管壁对小球的弹力大小是小 大小的 9 倍．求：
2019-2020年高考物理大一轮复习第五章机械能及其守恒定律高考培优讲座5力学压轴题课件
【典题例证】 过山车是游乐场中常见的设施．下图是一种过山车的 简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组 成，B、C、D 分别是三个圆形轨道的最低点，B、C 间距与 C、D 间距相等，半径 R1＝2.0 m、R2＝1.4 m．一个质量为 m ＝1.0 kg 的小球(视为质点)，从轨道的左侧 A 点以 v0＝12.0 m/s 的初速度沿轨道向右运动，A、B 间距 L1＝6.0 m．小球
2019/7/18
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推荐-2020版高考物理大一轮复习第五章机械能守恒定律专题强化一动力学和能量观点的综合应用课件
(1)小车在B点对轨道的压力大小；
答案 60 N 解析 由于小车恰好经过圆轨道最高点 C，即 mg＝mRvC2 由 B→C，根据动能定理可得－2mgR＝21mvC2－21mvB2 在 B 点由牛顿第二定律有，FN－mg＝mvRB2， 联立解得FN＝60 N， 由牛顿第三定律得在B点小车对轨道的压力为60 N，方向竖直向下.
解析 答案
(2)上述过程中物体与传送带组成的系统因摩擦产生的热量；
答案 160 J
解析 在此过程中，物体与传送带间的相对位移 x 相＝L2＋v 带·t， 又L2＝12μgt2， 而摩擦产生的热量Q＝μmg·x相， 联立得Q＝160 J.
解析 答案
(3)物体随传送带向右运动，最后沿斜面上滑的最大高度h′.
答案 0.5 解析 由E弹∝d2，可得当弹簧压缩量为2d时， ΔEk′＝E弹′＝4E弹＝4mgh1 由动能定理可得－mg(h1＋h2)－μmgL＝－ΔEk′ 解得 μ＝3h1L－h2＝0.5.
解析 答案
(3)当弹簧压缩量为d时，若沿轨道Ⅱ运动，滑块能否上升到B点？请通过计算 说明理由.
答案 见解析
例1 (2017·浙江4月选考·20)图1中给出了一段“S”形单行盘山公路的示意图. 弯道1、弯道2可看做两个不同水平面上的圆弧，圆心分别为O1、O2，弯道中 心线半径分别为r1＝10 m、r2＝20 m，弯道2比弯道1高h＝12 m，有一直道与 两弯道圆弧相切.质量m＝1 200 kg的汽车通过弯道时做匀速圆周运动，路面对 轮胎的最大径向静摩擦力是车重的1.25倍，行驶时要求汽车不打滑.(sin 37°＝ 0.6，sin 53°＝0.8，g＝10 m/s2)
解析 设在弯道2沿中心线行驶的最大速度为v2 由牛顿第二定律得，kmg＝mvr222 解得 v2＝ kgr2＝5 10 m/s
高考物理大一轮复习第五单元机械能3机械能守恒定律课件
【答案】 (1)5∶1
(2)小球恰好可以沿轨道运动到 C 点
【解析】 (1)设小球的质量为 m，小球在 A 点的动能为 EkA，
由机械能守恒可得 EkA＝mgR4
①
设小球在 B 点的动能为 EkB，同理有 EkB＝mg54R
②
由①②联立可得EEkkAB＝51
③
(2)若小球能沿轨道运动到 C 点，小球在 C 点所受轨道的正
可得 vA＝vB，解得：vB＝ 2gR.
(2)对小球 A 应用动能定理可得： W 杆 A＋mAgR＝12mAvA2，又 vA＝vB 解得杆对 A 球做功 W 杆 A＝0. (3)设 B 球到达右侧最高点时，OB 与竖直方向之间的夹角为 θ，取圆环的圆心 O 为零势面，由系统机械能守恒可得： mAgR＝mBgRcosθ－mAgRsinθ， 代入数据可得 θ＝30°， 所以 B 球在圆环右侧区域内达到最高点时，高于圆心 O 的 高度 hB＝Rcosθ＝ 23R.
5．3 机械能守恒定律
知识清单
一、重力势能 定义：重力势能等于它所受重力与高度的乘积． 表达式：Ep＝mgh 单位：焦耳 J 相对性：重力势能的大小与参考平面的选取有关，重力
势能的变化量与参考平面的选取无关． 矢标性：重力势能是标量，正负表示大小．
系统性：重力势能是地球与物体所组成的系统共有的． 重力做功的特点：重力做功与物体运动的路径无关，只 与初末位置的高度差有关． 重力做功与重力势能变化的关系：WG＝Ep1－Ep2 重力做 正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加．
(1)B 球到达最低点时的速度大小； (2)B 球到达最低点的过程中，杆对 A 球做的功； (3)B 球在圆环右侧区域内能达到的最高点位置．
【答案】
高考物理一轮复习 第5章 机械能 机械能守恒定律及其应用课件
联立三式可得 R＝4sh2 ＝0.25 m
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(2)下滑过程中，初速度为零，只有重力做功，根据机械能守恒定
律可得 mgh＝12mv2c④ 因为物体滑到 c 点时与竖直方向的夹角等于(1)问中做平抛运动过
程中经过 c 点时速度与竖直方向的夹角相等，设为θ，则根据平抛
3
[思考] 如图所示，起重机正在向高处起吊楼板。
(1)楼板上升过程中，重力势能怎么变化？重力做什么功？ (2)若被吊楼板的质量为2吨，将它从地面起吊至20米高的楼层。 则楼板的重力势能变化了多少？重力做了多少功？两者存在什么 关系？
4
知识点二、机械能守恒定律及应用 1.机械能：_动__能_和势__能__统称为机械能，其中势能包括_弹__性__势__能__和
时，α＝90°，P＝0，故小球由位置C到位置D的过程中，重力
的功率先增大后减小。
(2)全过程对小球由机械能守恒定律得 mg(L＋h＋xsin θ)＝Ek，解得 Ek＝mg(x
h＋h L＋h＋L)。
答案 (1)重力的功率先增大后减小 (2)mg(x h＋h L＋h＋L)
25
方法提炼 应用机械能守恒定律解题的一般步骤
19
考点二 单个物体的机械能守恒 1.机械能守恒定律的表达式
20
2.机械能守恒定律与动能定理的比较
机械能守恒定律
动能定理
适用条件 只有重力或弹力做功
没有条件限制，它不但允许重力 和弹力做功，还允许其他力做功
不但要分析研究对象初、末状态
只需分析研究对象初、末状
不
分析思路 态的动能和势能
的动能，还要分析所有外力所做
同的功点 研究对象源自一般是物体组成的系统一般是一个物体(质点)
浙江鸭2020版高考物理大一轮复习第五章机械能守恒定律本章学科素养提升课件
顶端B(圆弧AB在一竖直平面内)，拉力的方向始终与物块在该点的切线成37°角.
整个圆弧桥面所对的圆心角为120°，物块与桥面间的动摩擦因数为μ(g取10 m/s2)，
求这一过程中：
(1)拉力F做的功；
(2)桥面对物块的摩擦力做的功.
[思维导引] 本题中拉力和摩擦力均为变力，
图2
不能直接用功的公式计算.因为拉力F的大小不变，方向时刻在变，可用微元法
例1 如图1所示，一质量为m的质点在半径为R的半球形容器中(容器固定)由静 止开始自边缘上的A点滑下，到达最低点B时，它对容器的正压力为FN.重力加速 度为g，则质点自A滑到B的过程中，摩擦力对其所做的功为
√A.12R(FN－3mg)
B.12R(2mg－FN)
C.12R(FN－mg) 解析 质点在
四、听方法。
在课堂上不仅要听老师讲课的结论而且要认真关注老师分析、解决问题的方法。比如上语文课学习汉字，一般都是遵循着“形”、“音”、“义”的 研究方向；分析小说，一般都是从人物、环境、情节三个要素入手；写记叙文，则要从时间、地点、人物和事情发生的起因、经过、结果六个方面进行 叙述。这些都是语文学习中的一些具体方法。其他的科目也有适用的学习方法，如解数学题时，会用到反正法；换元法；待定系数法；配方法；消元法； 因式分解法等，掌握各个科目的方法是大家应该学习的核心所在。
B
点，由牛顿第D二.12R定(F律N－，2有m：g)FN′－mg＝mvR2，由牛顿图第1三定律有
FN′＝FN，质点在 B 点的动能为 EkB＝12mv2＝12(FN－mg)R.质点自 A 滑到 B 的过 程中，由动能定理：mgR＋Wf＝EkB－0，解得：Wf＝12R(FN－3mg)，故 A 正确，B、
高考物理大一轮复习第五章机械能第3讲机械能守恒定律课件
命题点二 单个物体的机械能守恒
1.表达式
2.一般步骤
3.选用技巧 在处理单个物体机械能守恒问题时通常应用守恒观点和转化观点，转化观点 不用选取零势能面.
例2 (2018·盐城市期中)如图4甲所示，游乐场的过山车可以底朝上在圆形轨 道上运行，游客却不会掉落下来.我们把这种情景抽象为如图乙所示的模型： 高h的弧形轨道下端与半径为R的竖直圆形轨道平滑相接，使质量为m的小球 从弧形轨道上端由静止滚下，小球进入圆形轨道下端后沿圆形轨道运动.不计 一切阻力，重力加速度为g. (1)求小球运动到圆形轨道最低点 时的角速度；
例4 (多选)(2018·南京市三模)如图7所示，轻弹簧一端固定于O点，另一端与
可视为质点的小滑块连接，把滑块放在光滑斜面上的A点，此时弹簧恰好水平，
将滑块从A点由静止释放，经B点到达位于O点正下方的C点，当滑块运动到B
点时弹簧与斜面垂直，运动到C点时弹簧恰好处于原长，已知OC的距离为L，
斜面倾角为θ＝30°，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g.则滑块由A运动
1.多个物体组成的系统机械能守恒的判断一般从能量转化的角度：判断是否 只有动能与重力势能(或弹性势能)之间的相互转化，有无其它形式的能量参 与.或判断：有无摩擦、碰撞、绳子绷紧等现象. 2.绳、杆相连物体的速度往往不同，要注意各物体间的速度关系. 3.“链条”“液柱”等不能看成质点的物体，可分析重心位置的变化，也可 分段处理，明确初末状态各部分的高度与速度. 4.列机械能守恒方程时，一般选用ΔEk＝－ΔEp或ΔEA＝－ΔEB的形式.
动能可能是下列哪个值
A.500 J
√C.800 J
B.600 J D.2 000 J
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第五章 学科素养提升
求解变力做功的三种方法
(1)用动能定理求变力做功 动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动，既适用于求恒力做功，也适 用于求变力做功.因使用动能定理可由动能的变化来求功，所以动能定理是求变 力做功的首选. (2)利用微元法求变力做功 将物体的位移分割成许多小段，因小段很小，每一小段上作用在物体上的力可以视 为恒力，这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小的位移上的恒力所做“元功” 的代数和.此法在中学阶段常应用于求解大小不变、方向改变的变力做功问题. (3)化变力为恒力求变力做功 变力做功直接求解时，通常都比较复杂，但若通过转换研究对象，有时可化为恒力 做功，可以用W＝Flcos α求解.此法常常应用于轻绳通过定滑轮拉物体的问题中.
分析求解；而对于摩擦力，由于正压力在变，所以摩擦力大小和方向都变，可
根据动能定理求解. 答案 (1)376.8 J (2)－136.8 J
解析 答案
编后语
• 同学们在听课的过程中，还要善于抓住各种课程的特点，运用相应的方法去听，这样才能达到最佳的学习效果。 • 一、听理科课重在理解基本概念和规律 • 数、理、化是逻辑性很强的学科，前面的知识没学懂，后面的学习就很难继续进行。因此，掌握基本概念是学习的关键。上课时要抓好概念的理解，
同时，大家要开动脑筋，思考老师是怎样提出问题、分析问题、解决问题的，要边听边想。为讲明一个定理，推出一个公式，老师讲解顺序是怎样的， 为什么这么安排？两个例题之间又有什么相同点和不同之处？特别要从中学习理科思维的方法，如观察、比较、分析、综合、归纳、演绎等。 • 作为实验科学的物理、化学和生物，就要特别重视实验和观察，并在获得感性知识的基础上，进一步通过思考来掌握科学的概念和规律，等等。 • 二、听文科课要注重在理解中记忆 • 文科多以记忆为主，比如政治，要注意哪些是观点，哪些是事例，哪些是用观点解释社会现象。听历史课时，首先要弄清楚本节教材的主要观点，然 后，弄清教材为了说明这一观点引用了哪些史实，这些史料涉及的时间、地点、人物、事件。最后，也是关键的一环，看你是否真正弄懂观点与史料间 的关系。最好还能进一步思索：这些史料能不能充分说明观点？是否还可以补充新的史料？有无相反的史料证明原观点不正确。 • 三、听英语课要注重实践 • 英语课老师往往讲得不太多，在大部分的时间里，进行的师生之间、学生之间的大量语言实践练习。因此，要上好英语课，就应积极参加语言实践活 动，珍惜课堂上的每一个练习机会。
C、D 错误.
解析 答案
[规律总结] 利用公式W＝Flcos α不容易直接求功时，可考虑由动能的变化 来间接求功，尤其对于曲线运动或变力做功问题.
例2 如图2所示，在一半径为R＝6 m的圆弧形桥面的底端A，某人把一质量为m
＝8 kg的物块(可看成质点)，用大小始终为F＝75 N的拉力从底端缓慢拉到桥面
顶端B(圆弧AB在一竖直平面内)，拉力的方向始终与物块在该点的切线成37°角.
整个圆弧桥面所对的圆心角为120°，物块与桥面间的动摩擦因数为μ(g取10 m/s2)，
求这一过程中：
(1)拉力F做的功；
(2)桥面对物块的摩擦力做的功.
[思维导引] 本题中拉力和摩擦力均为变力，
图2
不能直接用功的公式计算.因为拉力F的大小不变，方向时刻在变，可用微元法
例1 如图1所示，一质量为m的质点在半径为R的半球形容器中(容器固定)由静 止开始自边缘上的A点滑下，到达最低点B时，它对容器的正压力为FN.重力加速 度为g，则质点自A滑到B的过程中，摩擦力对其所做的功为
√A.12R(FN－3mg)
B.12R(2mg－FN)
C.12R(FN－mg) 解析 质点在
例3 如图3所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳
系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力F拉绳，使滑
块从A点起由静止开始上升.若从A点上升至B点和从B点上升至C
点的过程中拉力F做的功分别为W1和W2，图中AB＝BC，则
√A.W1>W2
B.W1<W2
C.W1＝W2
D.无法确定W1和W2的大小关系
B
点，由牛顿第D二.12R定(F律N－，2有m：g)FN′－mg＝mvR2，由牛顿图第1三定律有
FN′＝FN，质点在 B 点的动能为 EkB＝12mv2＝12(FN－mg)R.质点自 A 滑到 B 的过 程中，由动能定理：mgR＋Wf＝EkB－0，解得：Wf＝12R(FN－3mg)，故 A 正确，B、
2019/7/18
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2019/7/18
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[规律总结] 微元法解题的思想方法：将研究对象分解为很多“微元”，或 将其运动过程分解成许多微小的“元过程”(对应的物理量微元可以分为时 间微元、速度微元、位移微元、电荷量微元等)，分析每个“元过程”遵循 的物理规律，然后将每个“元过程”相关的物理量累加求和，从而使问题得 到解决.
图3
解析 轻绳对滑块做的功为变力做功，可以通过转换研究对象，将变力做功
转化为恒力做功； 因轻绳对滑块做的功等于拉力F对轻绳做的功，而拉力F为
恒力，W＝F·Δl，Δl为轻绳拉滑块过程中力F的作用点移动的位移，大小等于
定滑轮左侧绳长的缩短量，由题图可知，ΔlAB>ΔlBC，故W1>W2，A正确.
解析 答案