2021年高考物理一轮复习：《机械能守恒定律》
广东江门市培英高级中学2021届高考物理一轮复习阶段性检测试题：机械能守恒定律06 Word版含答案
机械能守恒定律06一、单项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分)1．如图1所示，A 、B 球质量相等，A 球用不能伸长的轻绳系于O 点，B 球用轻弹簧系于O ′点，O 与O ′点在同一水平面上，分别将A 、B 球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开头释放，当两球达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则( )A ．两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等 图1B ．两球到达各自悬点的正下方时，A 球动能较大C ．两球到达各自悬点的正下方时，B 球动能较大D ．两球到达各自悬点的正下方时，A 球损失的重力势能较多解析：由于下降高度相等，所以下摆过程两球重力势能削减量相等，故D 错；B 球削减的重力势能还有一部分转化成了弹性势能，而A 球削减的重力势能全部转化为动能，所以B 对，而A 、C 错． 答案：B2．质量为m 的小球从高H 处由静止开头自由下落，以地面作为零势能面．当小球的动能和重力势能相等时，重力的瞬时功率为( )A ．2mg gHB ．mg gHC.12mg gHD.13mg gH 解析：动能和重力势能相等时，下落高度为h ＝H2，速度v ＝2gh ＝gH ，故P ＝mg v ＝mg gH ，B 选项正确．答案：B3．如图2所示，在地面上以速度v 0抛出质量为m 的物体，抛出后物体落到比地面低h 的海平面上．若以地面为零势能参考平面，而且不计空气阻力，下列说法错误的是( )A ．物体在海平面上的重力势能为mgh 图2B ．重力对物体做的功为mghC ．物体在海平面上的动能为12m v 02＋mghD ．物体在海平面上的机械能为12m v 02解析：以地面为零势能参考平面，物体在海平面上的重力势能应为－mgh ，故A 错．重力做功与路径无关，只取决于高度差，故W G ＝mgh ，B 对．由动能定理知，物体在海平面上的动能E k ′－E k0＝mgh ，有E k ′＝mgh ＋12m v 02，C 对．由机械能守恒知，物体在海平面的机械能为12m v 02，D 对．只有A 项符合题意．答案：A4．如图3所示，一很长的、不行伸长的松软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a 和b .a 球质量为m ，静置于地面；b 球质量为3m ，用手托住，高度为h ，此时轻绳刚好拉紧．从静止开头释放b 后，a 可能达到的最大高度为 ( ) A ．h B ．1.5h C ．2hD ．2.5h图3解析：释放b 后，b 下落到地面，a 上上升度h 瞬间，a 、b 两者的速度相等，设为v ，由机械能守恒得3mgh ＝mgh ＋12m v 2＋12×3m v 2，则v ＝gh ，之后a 竖直上抛，设连续上升的高度为h ′，由h ′＝v 22g 得h ′＝12h ，所以a 上升的最大高度为h ＋h ′＝32h ，则B 正确．答案：B5．有一竖直放置的“T ”形架，表面光滑，滑块A 、B 分别套在水平秆与竖直杆上，A 、B 用一不行伸长的轻细绳相连，A 、B 质量相等，且可看做质点，如图4所示，开头时细绳水平伸直，A 、B 静止，由静止释放B 后，已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时，滑块B 沿着竖直杆下滑的速度为v ，则连接A 、B 的绳长( ) A.4v 2gB.3v 2g 图4 C.3v 24gD.4v 23g解析：设滑块A 的速度为v A ，因绳不行伸长，两滑块沿绳方向的分速度大小相等，得：v A cos30°＝v B cos60°，又v B ＝v ，设绳长为l ，由A 、B 组成的系统机械能守恒得：mgl cos60°＝12m v A 2＋12m v 2，以上两式联立可得：l＝4v 23g ，故选D. 答案：D二、双项选择题(本题共5小题，共35分．在每小题给出的四个选项中，只有两个选项正确，全部选对的得7分，只选一个且正确的得2分，有选错或不答的得0分) 6．将同一物体分两次举高，每次举高的高度相同，那么( )A ．不论选什么参考平面，两种状况中，物体重力势能的增量相同B ．不论选什么参考平面，两种状况中，物体最终的重力势能相等C ．选不同的参考平面，两种状况中，重力做功不等D ．选不同的参考平面，两种状况中，重力做功相等解析：参考平面的选取不同，高度不同，重力势能不同，但不会影响高度变化的数值和重力势能的变化，所以选A 、D. 答案：AD7．如图5所示，在倾角为θ的光滑斜面上，有一长为l 的细线，细线的一端固定在O 点，另一端拴一质量为m 的小球，现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，则( )A ．小球通过最高点A 时的速度v A ＝gl sin θ 图5B ．小球通过最高点A 时的速度v A ＝glC ．小球通过最低点B 时，细线对小球的拉力F T ＝5mg sin θD ．小球通过最低点B 时的速度v B ＝5gl sin θ解析：小球恰好通过最高点时，mg sin θ＝m v A 2l ，得：v A ＝gl sin θ，A 正确，B 错误；因斜面光滑，小球由A运动到B 机械能守恒，得：12m v B 2＝12m v A 2＋mg 2l sin θ，在B 点：F T －mg sin θ＝m v B 2l ，可得：v B ＝5gl sin θ，F T＝6mg sin θ，故C 错误、D 正确． 答案：AD8． “蹦极”是一项格外刺激的体育运动．如图6所示，运动员身系弹性绳自高空中Q 点自由下落，图中a 是弹性绳的原长位置，c 是运动员所到达的最低点，b 是运动员静止地悬吊着时的平衡位置．则 ( )A ．由Q 到c 的整个过程中，运动员的动能及重力势能之和守恒B ．由a 下降到c 的过程中，运动员的动能始终减小C ．由a 下降到c 的过程中，运动员的动能先增大后减小 图6D ．由a 下降到c 的过程中，弹性绳的弹性势能始终增大解析：由Q 到c 的整个过程中，运动员的动能、重力势能和弹性绳的弹性势能之和守恒，A 错误；由a 下降到c 的过程中，运动员的动能先增大后减小，B 错误C 正确；由a 下降到c 的过程中，弹性绳的伸长量不断增加，故弹性势能始终增大，D 选项也正确． 答案：CD9．如图7所示，重10 N 的滑块在倾角为30°的斜面上，从a点由静止下滑，到b 点接触到一个轻弹簧．滑块压缩弹簧到c 点开头弹回，返回b 点离开弹簧，最终又回到a 点，已知ab ＝0.8 m ，bc ＝0.4 m ，那么在整个过程中 ( )A ．滑块动能的最大值是6 J图7B ．弹簧弹性势能的最大值是6 JC ．从c 到b 弹簧的弹力对滑块做的功是6 JD ．滑块和弹簧组成的系统整个过程机械能削减解析：滑块能回到原动身点，所以机械能守恒，D 错误；以c 点为参考点，则a 点的机械能为6 J ，c 点时的速度为0，重力势能也为0，所以弹性势能的最大值为6 J ，从c 到b 弹簧的弹力对滑块做的功等于弹性势能的减小量，故为6 J ，所以B 、C 正确．由a →c 时，因重力势能不能全部转变为动能，故A 错． 答案：BC10．如图8所示，A 、B 、C 、D 四图中的小球以及小球所在的左侧斜面完全相同，现从同一高度h 处由静止释放小球，使之进入右侧不同的轨道：除去底部一小段圆弧，A 图中的轨道是一段斜面，高度大于h ；B 图中的轨道与A 图中的轨道相比只是短了一些，且斜面高度小于h ；C 图中的轨道是一个内径略大于小球直径的管道，其上部为直管，下部为圆弧形，与斜面相连，管的高度大于h ；D 图中的轨道是个半圆形轨道，其直径等于h .假如不计任何摩擦阻力和拐弯处的能量损失，小球进入右侧轨道后能到达h 高度的( )图8解析：对A 、C 轨道，小球到达右侧最高点的速度可以为零，由机械能守恒可得，小球进入右侧轨道后的高度仍为h ，故A 、C 正确；轨道B 右侧轨道最大高度小于h ，小球运动到轨道最高点后做斜抛运动，小球到达最高点时仍有水平速度，因此，小球能到达的最大高度小于h ，B 不正确；轨道D 右侧为圆形轨道，小球通过最高点必需具有肯定速度，因此，小球沿轨道D 不行能到达h 高度，D 错误． 答案：AC三、非选择题(本题共2小题，共30分)11．(15分)如图9所示，半径R ＝0.9 m 的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点B 与长为L ＝1 m 的水平面相切于B 点，BC 离地面高h ＝0.8 m ，质量m ＝1.0 kg 的小滑块从圆弧顶点D 由静止释放，已知滑块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.1，(不计空气阻力，取g ＝10 m/s 2)求：图9(1) 小滑块刚到达圆弧轨道的B 点时对轨道的压力；(2) 小滑块落地点距C 点的距离．解析：(1)设小滑块运动到B 点的速度为v B ，圆弧轨道对小滑块的支持力为F N ，由机械能守恒定律得： mgR ＝12m v B 2① 由牛顿其次定律得：F N －mg ＝m v B 2R②联立①②解得小滑块在B 点所受支持力F N ＝30 N由牛顿第三定律得，小滑块在B 点时对轨道的压力为30 N.(2)设小滑块运动到C 点的速度为v C ，由动能定理得： mgR －μmgL ＝12m v C 2解得小滑块在C 点的速度v C ＝4 m/s 小滑块从C 点运动到地面做平抛运动水平方向：x ＝v C t 竖直方向：h ＝12gt 2滑块落地点距C 点的距离 s ＝x 2＋h 2＝0.8 5 m ≈1.8 m.答案：(1)30 N (2)1.8 m12．(15分)在竖直平面内，一根光滑金属杆弯成如图10所示外形，相应的曲线方程为y ＝2.5cos(kx ＋23π)(单位：m)，式中k ＝1 m －1.将一光滑小环套在该金属杆上，并从x ＝0处以v 0＝5 m/s 的初速度沿杆向下运动，取重力加速度g ＝10 m/s 2.则当小环运动到x ＝π3 m 时的速度大小是多少？该小环在x 轴方向最远能运动到x 轴的多少米处？ 图10解析：光滑小环在沿金属杆运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，由曲线方程知，环在x ＝0处的y坐标是－2.52 m ；在x ＝π3时，y ＝2.5cos(kx ＋23π)＝－2.5 m.选y ＝0处为零势能参考平面，则有：12m v 02＋mg (－2.52)＝12m v 2＋mg (－2.5)， 解得：v ＝5 2 m/s.当环运动到最高点时，速度为零，同理有：12m v 02＋mg (－2.52)＝0＋mgy . 解得y ＝0，即kx ＋23π＝π＋π2，该小环在x 轴方向最远能运动到x ＝5π6 m 处．答案：5 2 m/s5π6m。
高考物理一轮复习6.4机械能守恒定律--功能关系和能量守恒定律-(原卷版+解析)
考向二功能关系与图像的结合
【典例3】(2021·湖北高考)如图(a)所示，一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小f恒定，物块动能Ek与运动路程s的关系如图(b)所示。重力加速度大小取10 m/s2，物块质量m和所受摩擦力大小f分别为()
A．m＝0.7 kg，f＝0.5 NB．m＝0.7 kg，f＝1.0 N
考点20机械能守恒定律--功能关系和能量守恒定律
新课程标准
1.理解能量守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。能用能量守恒定律分析生产生活中的有关问题。
命题趋势
考查的内容主要体现对能量观念的认识、模型建构和科学推理等物理学科的核心素养。往往与动力学、运动学以及电磁学等主干知识相结合，并密切联系实际，难度较大，突出体现高考的选择性特征．
(1)作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统内能增加
(2)摩擦生热Q＝Ff·x相对
电能
安培力做功等于电能变化量
(1)安培力做正功，电能减少(2)安培力做负功，电能增加
W电能＝E2－E1＝ΔE
二、两种摩擦力做功特点的比较
类型
比较
静摩擦力做功
滑动摩擦力做功
不同点
能量ห้องสมุดไป่ตู้转化方面
只有机械能从一个物体转移到另一个物体，而没有机械能转化为其他形式的能
试题情境
生活实践类
各种体育比赛项目、各种生产工具、各种娱乐项目和传送带等．
功能关系的理解和应用、能量守恒及转化问题
学习探究类
含弹簧系统能量守恒问题，传送带、板块模型的功能关系的理解和应用、能量守恒及转化问题
考向一功能关系的理解和应用
考向二功能关系与图像的结合
【高考第一轮复习物理】机械能及其守恒定律知识梳理
本章有关功和能的概念，以及动能定理和机械能守恒定律是在牛顿运动定律的基础上，研究力和运动关系的进一步拓展.用能量的观点分析问题，不仅为解决力学问题开辟了途径，同时也是分析解决电磁学、热学领域问题的重要的思路.功和能的关系，能量的转化和守恒，往往出现在高考压轴题中，涉及的物理过程较复杂，综合性较强，涉及的知识面广，对考生的综合分析能力要求较高.对于生活、生产中的实际问题要建立相关物理模型，灵活运用牛顿运动定律、动能定理、动量定理及能量守恒的方法分析问题、解决问题.【一】功和功率一、功1．做功的两个不可缺少的因素：力和物体在力的方向上发生的位移．2．功的公式：W＝Flcos a ，其中F为恒力，α为F的方向与位移l的方向夹角；功的单位：焦耳(J)；功是标量．3．正功和负功(1) 功的正负的意义①功是标量，但有正负之分，正功表示动力对物体做功，负功表示阻力对物体做功②一个力对物体做负功，往往说成是物体克服这个力做功(2) 功的正负的确定①若α<90°，则W>0，表示力对物体做正功② 若α＝90°，则W ＝0，表示力对物体 不做功③ 若90°<α≤180°，则W<0，表示力对物体做 负功功的公式可有两种理解：一 、是力“F”乘以物体在力的方向上发生的位移“l cos α”；二 、是在位移 l 方向上的力“Fcos α”乘以位移 l.求解变力做功的方法：一、平均力法：如果力的方向不变力的大小随位移按线性规律变化时，可用力的算术平均值（恒力）代替变力，利用功的定义式：来求功。
求解变力做功的方法：二、微元法：在使用微元法处理问题时，需将其分解为众多微小的“元过程”，而且每个“元过程”所遵循的规律是相同的，这样，我们只需分析这些“元过程”，然后再对“元过程”运用必要的数学方法或物理思想处理，进而使问题得到解决．对于滑动摩擦力、空气阻力等变力，在曲线运动或往复运动时，这类力的功等于力和路程的乘积。
2021届高考物理一轮复习十六机械能守恒定律及其应用试题及答案
机械能守恒定律及其应用(45分钟100分)一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分，1～6题为单选题，7～9题为多选题)1.(2019·青岛模拟)如图所示，用轻弹簧相连的物块A和B放在光滑的水平面上，物块A 紧靠竖直墙壁，一颗子弹沿水平方向射入物块B后留在其中，由子弹、弹簧和A、B所组成的系统在下列依次进行的过程中，机械能不守恒的是( )A.子弹射入物块B的过程B.物块B带着子弹向左运动，直到弹簧压缩量达到最大的过程C.弹簧推着带子弹的物块B向右运动，直到弹簧恢复原长的过程D.带着子弹的物块B因惯性继续向右运动，直到弹簧伸长量达到最大的过程【解析】选A。
子弹射入物块B的过程中，由于要克服子弹与物块之间的滑动摩擦力做功，一部分机械能转化成了内能，所以机械能不守恒；在子弹与物块B获得了共同速度后一起向左压缩弹簧的过程中，对于A、B、弹簧和子弹组成的系统，由于墙壁给A一个弹力作用，系统的外力之和不为零，但这一过程中墙壁的弹力不做功，只有系统内的弹力做功，动能和弹性势能发生转化，系统机械能守恒，这一情形持续到弹簧恢复原长为止；当弹簧恢复原长后，整个系统将向右运动，墙壁不再有力作用在A上，这时物块的动能和弹簧的弹性势能相互转化，故系统的机械能守恒。
2.如图所示，一细线系一小球绕O点在竖直面内做圆周运动，a、b分别是轨迹的最高点和最低点，c、d两点与圆心等高，小球在a点时细线的拉力恰好为0，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )A.小球从a点运动到b点的过程中，先失重后超重B.小球从a点运动到b点的过程中，机械能先增大后减小C.小球从a点运动到b点的过程中，细线对小球的拉力先做正功后做负功D.小球运动到c、d两点时，受到的合力指向圆心【解析】选A。
小球从a点运动到b点的过程中，加速度方向先向下后向上，所以小球先失重后超重，故A正确；小球从a点运动到b点的过程中，绳子拉力不做功，只有重力做功，机械能守恒，故B、C错误；小球运动到c、d两点时，绳子拉力的方向指向圆心，重力竖直向下，所以小球受到的合力不是指向圆心，故D错误。
2021届高考物理一轮复习学案：实验6验证机械能守恒定律
(2)在纸带上打下计数点 5 时物体的速度为 v＝21.60＋26.40×10－2 m/s＝2.4 m/s。 2×0.1
(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点(A 点)下滑，测量相应的 s 与 t 值，结果如表所示：
s/m
0.600
0.800 1.000 1.200 1.400
t/ms
8.22
7.17
6.44
5.85 5.43
1 /×104 s－2 t2
1.48
1.95
2.41
2.92 3.39
1 以 s 为横坐标， 为纵坐标，在坐标纸中描出第 1 和第 5 个数据点；根据 5 个数据点作直线，求得该直线的斜
2 g＝________m/s2。
第4页共7页
【解题法】 验证“机械能守恒定律”实验中瞬时速度的处理思想与方法
(1)瞬时速度的求解方法 做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于该点前后相邻两点间的平均速度。 (2)深刻理解速度计算方法的选取
要确定物体的动能，需要测出物体下落一定高度时的速度。根据已经学过的知识，有三种方法：①v＝ 2gh；
第6页共7页
【例题 2】 [答案] (1)BC (2)2.4 (3)0.58 0.60 在误差允许的范围内，m1、m2 组成的系统机械能守恒
(4) m1＋m2 v2 9.7 2h m2－m1
[解析] (1)应将打点计时器接到交流电源上，B 错误；应先接通电源，待打点计时器稳定工作后再释放 m2，C 错误。
【二 知识讲解】
▶1.实验装置图
▶2．实验目的 验证机械能守恒定律。 ▶3．实验原理 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相应过程动能的增加量，若二者相等，说明机械能 守恒，从而验证机械能守恒定律。 ▶4．实验器材 打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线两根。 ▶5．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低压电源相连。 (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＝1mv2 来验证，应选点迹清晰，且 1、2 两点间距离小于或接
高考物理一轮复习课件机械能守恒定律
分析物体在传送带上运动过程中的 受力情况，利用机械能守恒定律和 牛顿运动定律求解。
变质量问题
01
02
03
火箭发射问题
分析火箭发射过程中的质 量变化和受力情况，利用 机械能守恒定律和牛顿运 动定律求解。
雨滴下落问题
分析雨滴在下落过程中的 质量变化和受力情况，利 用机械能守恒定律和牛顿 运动定律求解。
分析弹簧振子在运动过程中的受力情 况，利用机械能守恒定律和简谐运动 规律求解。
单摆问题
分析单摆运动过程中的受力情况，利 用机械能守恒定律和简谐运动规律求 解。
多物体系统问题
两物体碰撞问题
分析两物体碰撞前后的速度、动 量、能量等物理量的变化，利用 机械能守恒定律和动量守恒定律
求解。
连接体问题
分析连接体在运动过程中的受力情 况，利用机械能守恒定律和牛顿运 动定律求解。
完全弹性碰撞
碰撞前后机械能守恒，无能量损失。
非完全弹性碰撞
碰撞后部分机械能转化为内能，导致 机械能损失。
弹性势能储存与释放过程
01
02
03
04
弹性势能是物体由于发生弹性 形变而具有的势能。
在弹性限度内，物体形变越大 ，弹性势能越大。
当物体恢复原状时，弹性势能 转化为动能或重力势能等其他
形式的能量。
爆炸问题
分析爆炸过程中的质量变 化和受力情况，利用机械 能守恒定律和动量守恒定 律求解。
03
实验探究与验证方法
实验原理及步骤介绍
• 实验原理：机械能守恒定律指出，在只有重力或弹力做功的物 体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变 。
实验原理及步骤介绍
实验步骤 1. 搭建实验装置，包括滑轮、细绳、钩码等。
高考物理一轮总复习课件机械能守恒定律
解析
根据动量守恒定律，子弹射入木 块前后系统动量不变，即 mv0=(M+m)v，解得共同速度 v=mv0/(M+m)。根据动量定理 ，子弹对木块的冲量等于木块动 量的变化，即 I=Mv=Mmv0/(M+m)。
03
圆周运动与机械能守恒综合应用
圆周运动基础知识回顾
圆周运动的描述
01
线速度、角速度、周期、频率等基本概念及其关系。
例题二
解析弹簧振子在振动过程中的机械能守恒问题。通过分析弹簧振子的受力情况和运动过程 ，确定在振动过程中只有弹力做功，从而判断机械能守恒，并应用机械能守恒定律求解相 关物理量。
例题三
解析天体运动中的机械能守恒问题。通过分析天体运动的受力情况和运动过程，确定在天 体运动过程中只有万有引力做功，从而判断机械能守恒，并应用机械能守恒定律求解相关 物理量。
例题三
探讨变质量物体在水平面上的运
动，分析动能和势能之间的转化
03
关系。
总结
04 通过典型例题的解析，加深对变
质量问题中机械能守恒应用的理
解，提高解题能力。
06
实验：验证机械能守恒定律
实验原理和方法介绍
实验原理
机械能守恒定律指出，在只有重力做功的系统中，动能和势能可以相互转化，但总机械 能保持不变。
连续介质模型下系统内外力做功和能量转化关系分析
系统内力做功
连续介质内部各部分之间的相互作用力所 做的功。
外力做功
外部作用力对连续介质所做的功。
能量转化关系
内力做功和外力做功的总和等于系统机械 能的变化量。
典型例题解析
例题一
分析变质量物体在斜面上的运动 情况，并求解相关物理量。
2021高考物理一轮温习力学部份专题12功机械能守恒提升单元测试卷B卷
专题12 功机械能守恒1．汽车上坡的时候，司机必需换低挡，其目的是：（）A. 增大速度，取得较小的牵引力B. 增大速度，取得较大的牵引力C. 减小速度，取得较小的牵引力D. 减小速度，取得较大的牵引力【答案】D【解析】由P=FV可知，在功率必然的情况下，当速度减小时，汽车的牵引力就会增大，此时更易上坡，故D正确，ABC错误。
故选D。
2．从距地面相同高度处，水平抛出两个质量相同的球A和B，抛出A球的初速为，抛出B球的初速为2，则两球运动到落地的进程中A. 重力的平均功率相同，落地时重力的瞬时功率相同B. 重力的平均功率相同，落地时重力的瞬时功率不同C. 重力的平均功率不同，落地时重力的瞬时功率相同D. 重力的平均功率不同，落地时重力的瞬时功率不同【答案】A3．“摩天转盘”是游乐场中常见的娱乐设施，大转盘在竖直平面内做匀速圆周运动，能够将游人输送到很高的地方，坐在吊篮里的游人却显得悠然自得。
如图所示，图中A、B 两点的半径别离的r一、r2（r1<r2），在转盘转动的进程中，下列说法正确的是A. A点的线速度大于B点的线速度B. 坐在吊篮的人速度始终维持不变C. 吊篮对游人的作使劲的方向始终指向圆心D. B处的游人运动一周的进程中，吊篮对他先做负功，后做正功【答案】D【解析】A、B两点的角速度相同，按照v=ωr可知A点的线速度小于B点的线速度，选项A错误；坐在吊篮的人速度大小不变，方向不断转变，选项B错误；吊篮对游人的作使劲的方向始终竖直向上，选项C错误；B处的游人运动一周的进程中，吊篮在前半周下降的进程中对他的作用力向上，做负功，后半周上升的进程中对他的作用力向上，做正功，选项D正确；故选D.4．如图是一汽车在平直路面上启动的速度时间图象，时刻起汽车的功率维持不变由图象可知A. 时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变B. 时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率不变C. 时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小D. 时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变【答案】C【解析】AB、时间内，汽车的速度是均匀增加的，是匀加速直线运动，汽车的牵引力不变，加速5．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上紧缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到必然高度后再下落，如此反复。
- 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)。
[能力提升] 1、如图所示，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上，现将
一小球从图示位置静止释放，不计一切摩擦，则在小球从释放到 落至地面的过程中，下列说法正确的是 ( BD) A．斜劈对小球的弹力不做功 B．斜劈与小球组成的系统机械能守恒 C．斜劈的机械能守恒 D．小球机械能的减小量等于斜劈动能的增大量
能力提升
2、如图所示，在竖直面内固定一光滑的硬质杆ab，杆与水平 面的夹角为θ，在杆的上端a处套一质量为m的圆环，圆环上 系一轻弹簧，弹簧的另一端固定在与a处在同一水平线上的O 点，O、b两点处在同一竖直线上．由静止释放圆环后，圆环 沿杆从a运动到b，在圆环运动的整个过程中，弹簧一直处于
伸长状态，则下列说法正确的是( D )
是否符合机械能守恒条件． • (3)选择合适的表达式列出方程，进行求解．
• (4)对计算结果进行必要的讨论和说明．
例题分析
[例 2] (2016·高考全国卷Ⅲ)如图，在竖直平 面内有由14圆弧 AB 和12圆弧 BC 组成的光滑固 定轨道，两者在最低点 B 平滑连接．AB 弧的 半径为 R，BC 弧的半径为R2.一小球在 A 点正上方与 A 相距R4处 由静止开始自由下落，经 A 点沿圆弧轨道运动． (1)求小球在 B、A 两点的动能之比； (2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到 C 点．
根据运动的合成与分解可得
sin θ＝vv水c平⑥
联立可得 v 水平＝2
10 3
m/
答案：(1)0.25 m
2 10 (2) 3 m/s
例题分析
[例3] 如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由倾斜直轨道AB和圆
轨道BCD组成，AB和BCD相切于B点，CD连线是圆轨道竖直方
向的直径(C、D为圆轨道的最低点和最高点)，已知∠BOC＝30°。
械能守恒
C．丙图中，不计任何阻力和定滑轮质量时A加速下落，B加速上 升过程中，A、B系统机械能守恒
D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能 守恒
[试一试]
2、下列说法正确的是并举例说明 ( C )
A．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B．做匀速圆周运动的物体机械能一定守恒 C．做变速运动的物体机械能可能守恒 D．合力对物体做功不为零，机械能一定不守恒
机械能守恒定律及应用
考纲解读 1．知道重力势能、弹性势能的概念，并能计算它们．
2. 掌握机械能守恒的条件，会判断系统的机械能是否守 恒．
3．理解机械能守恒定律的三种表达形式，并能熟练应用．
课堂小结
一、机械能守恒定律内容是“在只有重力或弹力做功的 物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能 保持不变。”
公式有
FN＋mg＝mvRC
2
⑤
2
由④⑤式得，vC
应满足
mg≤m2vRC
2
⑥
由机械能守恒有 mgR4＝12mvC2⑦
由⑥⑦式可知，小球恰好可以沿轨道运动到 C 点．
拓展 在“圆周＋平抛”组合运动中机械能守恒 定律的应用
如图，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之 一圆弧 ab 和抛物线 bc 组成，圆弧半径 Oa 水平， b 点为抛物线顶点．已知 h＝2 m，s＝ 2 m．重 力加速度大小 g 取 10 m/s2. (1)一小环套在轨道上从 a 点由静止滑下，当其在 bc 段轨道运 动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径． (2)若小环从 b 点由静止因微小扰动而开始滑下，求小环到达 c 点时速度的水平分量的大小．
[解析] (1)设小球的质量为 m，小球在 A 点的动能为 EkA，由
机械能守恒定律得 EkA＝mgR4①
设小球在 B 点的动能为 EkB，同理有 EkB＝mg54R②
由①②式得EEkkBA＝5③ (2)若小球能沿轨道运动到 C 点，小球在 C 点所受轨道的正压
力 FN 应满足 FN≥0④
设小球在 C 点的速度大小为 vC，由牛顿运动定律和向心加速度
明理由。
核心？研究对象？
关键词？
运动情景？
物理规律？ 辅助？
解析：由几何关系可知，当环与 O 点的连线与 杆垂直时，弹簧的长度最短，弹簧的弹性势能 最小，如图，所以在环从 a 到 C 的过程中弹簧 对环做正功，弹簧的弹性势能减小，环的机械 能增大，而从 C 到 b 的过程中，弹簧对环做负功，弹簧的弹性 势能增大，环的机械能减小，故 A、B、C 错误；在整个的过 程中只有圆环的重力和弹簧的弹力做功，所以圆环和弹簧组成 的系统机械能守恒，故 D 正确．
可视为质点的小滑块从轨道AB上高H处的某点由静止滑下，用力
传感器测出滑块经过圆轨道最高点D时对轨道的压力为F，并得到
如图乙所示的压力F与高度H的关系图像，取g＝10 m/s2。求：
(1)滑块的质量和圆轨道的半径；
(2)是否存在某个H值，使得滑块经过最高点D后能直接落到直轨
道AB上与圆心等高的点。若存在，请求出H值；若不存在，请说
A．圆环的机械能保持不变
B．弹簧对圆环一直做负功
C．弹簧最短时圆环的动能最大
D．圆环和弹簧组成的系统机械能守恒
c
机械能守恒定律的三种表达形式
1．守恒观点
表达式：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或E1＝E2.
2、转化观点
表达式：ΔEk＝－ΔEp.
3．转移观点
表达式：ΔEA增＝ΔEB减．
• 应用机械能守恒定律解题的步骤 • (1）选取研究对象 • (2)受力分析和各力做功情况分析，用二种判断方法确定
解析：(1)小环在 bc 段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力， 即小环在该段以某一初速度 vb 做平抛运动，运动轨迹与轨道 bc 重合，故有 s＝vbt① h＝12gt2② 从 ab 滑落过程中，根据机械能守恒定律可得 mgR＝12mvb 2③ 联立三式可得 R＝4sh2 ＝0.25 m.
(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＝12mvc 2④ 因为小环滑到 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，设为 θ，则根据平 抛运动规律可知 sin θ＝ vb 2v＋b 2gh⑤
理解： 1.守恒条件:只有重力或弹力做功 2.研究对象：物体系统 3.判断方法：
1、做功
2、能量的转化或转移
例题分析
[例1] (多选)如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的 是( )
A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒 B．乙图中，A固定在水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机