5、第3讲机械能守恒定律(3)
第五章_第三讲_机械能守恒定律
5. 伽利略曾设计如图所示的 一个实验， 将摆球拉至 M 点放开， 摆球会达到同一水平高度上的 N 点．如果在 E 或 F 处钉上钉子， 摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点； 反过来，如果 让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的 M 点． 这个实验可以说明， 物体由静止开始沿不同倾角的光滑 斜面 (或弧线 )下滑时，其末速度的大小( )
A．小球从 A 运动到 C 过程中机械能守恒 B． 小球从 A 运动到 B 过程和从 B 到 C 过程中机械能 守恒 C．小球从 B 到 C 过程中机械能不守恒 D．小球在 C 点机械能比在 A 点机械能少
[解析 ] 在小球从 A 到 B 运动过程中， 只有重力对物体 做功，机械能守恒，而从 B 到 C 过程中，虽然小球除受重 力外还受到绳子的拉力， 但拉力始终垂直于运动方向，不做 功，机械能也是守恒的．当小球刚下落到 B 点时，绳子突 然被拉紧， 物体沿着绳子方向的速度立即减小为零， 动能有 所损失，故机械能不再守恒．
题型三
多物体组成的系统机械能守恒定律的应用
【例 3】轻杆 AB 长 2L，A 端连在固定轴上，B 端固定 一个质量为 2m 的小球，中点 C 固定一个质量为 m 的小 球．AB 杆可以绕 A 端在竖直平面内自由转动．现将杆置于 水平位置，如图所示，然后由静止释放，不计各处摩擦力与 空气阻力，试求：
上抛出，初速度与水平方向夹角为 30° ，求小球离地面 5m 高时的速度大小 (不计空气阻力 )．
[解析 ]
这题似乎是一个斜向上抛问题，超出中学物
理大纲要求，但考虑到小球只受重力作用，满足机械能守 恒的条件，故可用机械能守恒定律直接求解． 设地面重力势能为零，则有 1 2 1 mv 0＝ mgh＋ mv2 1. 2 2
2015届高考物理一轮复习 5-3机械能守恒定律及其应用课件
考点三
机械能守恒定律的应用
3．如图 5－3－1 所示，质量为 m 的物体沿斜上方以速度 v0 抛出后，能达到的最大高度为 H，当它将要落到离地面高度为 h 的平台上时(不计空气阻力， 取地面为参考平面)， 下列判断正确的 是( )
图 5－3－1
1 2 A．它的总机械能大于 mv0 2 B．它的总机械能为 mgH C．它的动能为 mg(H－h) 1 2 D．它的动能为 mv0－mgh 2
解析：物块由 A 到 C 的过程中，只有重力、弹簧弹力做功， 因此物块与弹簧组成的系统机械能过恒，由 A 到 B 的过程中，弹 性势能不变，物块动能与重力势能之和不变，但物块由 B 到 C 的 过程中，弹性势能增大，物块的机械能减小，重力势能增大，弹 性势能与动能之和减小，故只有 D 正确．
答案：D
10 地球 共有的． 9 物体 和□ (3)重力势能是□ 重力势能具有相对 11 性， 重力势能的大小与参考平面的选取有关． 重力势能的变化是□
绝对 的，与参考平面的选择□ 12 无关
(4)重力做功与重力势能变化的关系：重力做正功时，重力势能 13 □ 14 增加 ；重力做多少正(负) 减少 ；重力做负功时，重力势能□
答案：D
4．一轻质弹簧，固定于天花板上的 O 点处，原长为 L，如图 5－3－2 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，则下列说法正确的是( )
图 5－3－2
A．由 A 到 C 的过程中，动能和重力势能之和不变 B．由 B 到 C 的过程中，弹性势能和动能之和不变 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
机械能守恒定律(公开课、)PPT课件
3m/s
1.25倍
1.2m
.
19
课堂小结
概念
1、机械能 表达式：EEkEP
机械能是标量，具有相对性
机械能之间可以互相转化
2、机械能守恒定律
定律内容
表达式
EEEE m2g1 2 hm22vm1g1 2 hm12vE1 E2
.
1
1、本章我们学习了哪几种形式的能？
动能、重力势能和弹性势能
2、动能和势能如何表示？
.
2
一、机械能
1、概 念： 动能、重力势能和弹性势能的统称。
2、表达式： EEkEP
3、机械能是标量，具有相对性： 先选取参考平面和参考系才能确定 机械能。（一般选地面为参考系）
.
3
1.重物质量m=2kg在距桌 面0.1m高处，以0.1m/s 的速度向上运动，求它的 总机械能为多少？
p2
k2
p1
k1
机械能守恒定律成立的条件:只有重
力和弹簧弹力做功. .
20
哼 ，快告诉
我答案！
.
4
二、机械能之间可以互相转化
动能
重力 势能
弹性
势能
.
5
.
6.7.8 Nhomakorabea.
9
.
10
小球摆动实验
试分析：
1、小球受哪些力的作用？
2、哪些力对小球做功？
3、能量如何转化？
.
11
.
12
三、机械能守恒定律
1、推导： 设物体在下落过程中只受
重力作用。 由动能定理，得：W GEk2 Ek1 由 WGEP得：W G（ Ep2Ep1）
5-3机械能守恒定律
②△Ek＝－△EP.(不用选零势能参考平面)
③△EA增＝△EB减．(不用选零势能参考平面)
高三总复习· 人教版· 物理
思考：物体所受合外力为零，物体的机械能一定守恒吗？ 举例说明． 不一定，例如重物在竖直向上的外力作用下，沿竖直方 向匀速上升的过程，其机械能逐渐增加．
高三总复习· 人教版· 物理
考平面，确定研究对象在运动过程的初、末状态的机械能． (4)根据机械能守恒定律列方程，并代入数值求解．
高三总复习· 人教版· 物理
——基础自测—— 如图2所示，细绳跨过定滑轮悬挂两物体M和m，且M>m，
不计摩擦，系统由静止开始运动过程中(
A．M、m各自的机械能分别守恒
)
B．M减少的机械能等于m增加的机械能
只与两位置的高度差△h有关，与零势能面的选取无关．弹性
势能一般取形变量x＝0处为零势能点． 4．势能是标量，正负具有大小的含义
高三总复习· 人教版· 物理
——基础自测—— 如图1所示，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下
落，桌面离地高度为h.若以桌面为参考平面，那么小球落地时
的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是( A．mgh 减少mg(H－h) )
机械能守恒
D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选 取有关
高三总复习· 人教版· 物理
解析：到达最低点前高度始终在降低，所以重力势能始 终减小，故A正确．绳张紧后的下落过程，伸长量逐渐增大， 弹力做负功，弹性势能增大，故B正确．在蹦极过程中，只有 重力与系统内弹力做功，故机械能守恒，C正确．重力势能的 改变与重力做功有关，重力做功只与始末位置高度差有关，与 零势能面的选取无关，故D错误． 答案：ABC
的方法：
5-3机械能守恒定律
必考内容
第5章 第3讲
高考物1)受力分析如图所示． 据平衡条件，有 FTcosα＝mg① FTsinα＝F② 由①②得拉力大小 F＝mgtanα.
必考内容 第5章 第3讲
高考物理总复习
(2)运动中只有重力做功，系统机械能守恒 1 2 mgl(1－cosα)＝ mv ③ 2 则过最低点时，小球速度大小 v＝ 2gl1－cosα 对最低点的小球，根据牛顿第二定律 v2 FT′－mg＝m l ④
必考内容
第5章 第3讲
高考物理总复习
A．M 球的机械能守恒 B．M 球的机械能减小 C．M 和 N 组成的系统的机械能守恒 D．绳的拉力对 N 做负功 [答案] BC
人 教 实 验 版
必考内容
第5章 第3讲
高考物理总复习
[解析] 由于杆 AB、AC 光滑，所以 M 下降，N 向左 运动，N 动能增加，M 对 N 做功，所以 M 的机械能减小， N 的机械能增加，对 MN 系统无外力做功，所以系统的机 械能守恒.
人 教 实 验 版
如图所示，一直角斜面固定在水平地面上，右边斜 面倾角为 60° ，左边斜面倾角为 30° ，A、B 两物体分别 系于一根跨过定滑轮的轻绳两端，置于两斜面上，且位 于同高
必考内容 第5章 第3讲
高考物理总复习
度处，处于静止状态．将两物体看成质点，不计一切摩擦 和滑轮质量，剪断轻绳，让两物体从静止开始沿斜面滑下， 下列判断正确的是( )
人 教 实 验 版
必考内容
第5章 第3讲
高考物理总复习
[总结评述] 判断机械能守恒时， 对单个物体就看是否 只有重力做功，并非只受重力，虽受其他力，但其他力不 做功或做功代数和为零． 对由两个或几个物体组成的系统， 在判断其机械能守恒时，就看是否只有重力或系统内弹力 做功， 若有其他外力或内力做功(如内部有摩擦等)， 则系统 机械能不守恒．
机械能守恒定律ppt课件
蓄电池充电
电能转化为化学能
将电能转化为内能
用于烘烤食物
七、能量守恒定律
1、内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它
只能从一种形式转化为别的形式，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。
2、说明：
①.该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，是
解决物理学问题的一个重要方法。
动能增加了。这说明，物体原来的重力势能转化成了动能。
②动能→重力势能
v0
重力做负功
mg
沿光滑斜面上升
mg
竖直上抛
减少的动能到哪里去了？
由于物体的高度增加，它的重力势能增加了。这
说明，物体原来具有的动能转化成了重力势能。
动能与弹性势能的相互转化
【总结】
1.重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式——机械能。
1
1
1
1
WG mg • L + mg • L
2
4
2
2
3 Biblioteka gL831 2
mgL mv -0
8
2
1
得: V 3gL
2
植物的光合作用
光能转化为生物能
灯泡发光
电能转化为光能
使用手机过程
化学能转化为电能
再转化为光能和机械能
火力发电
化学能转化为内能
再转化为机械能
最后转化为电能
人吃东西
为了利用食物里
力势能的变化)
示重力的功
六、应用机械能守恒定律解题的步骤
例7、如图所示，在高1.5 m的光滑平台上有一个质量为2
kg的小球被一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩
2025届高三物理一轮复习第3讲机械能守恒定律及应用(38张PPT)
物体
地球
有关
无关
3.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,重力势能减小;重力对物体做负功,重力势能增加。(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WG=___________=-ΔEp。
-(Ep2-Ep1)
二、弹性势能1.物体由于发生弹性形变而具有的能,叫弹性势能。弹性势能的大小与形变量❷和_________有关。(注❷:对于同一根弹簧,从原长状态被压缩x与伸长x,弹性势能相同)2.弹力做功与弹性势能变化的关系:弹力做_______,弹性势能减小;弹力做_______,弹性势能增加,即W弹=-ΔEp。
【典例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置于光滑水平面,物体B沿光滑斜面下滑,物体B机械能守恒C.丙图中,不计任何阻力及滑轮和绳的质量时A加速下落,B加速上升过程中,A、B机械能守恒D.丁图中,轻绳悬吊的小球在竖直面内摆动的过程中,不计空气阻力的情况下,小球的机械能守恒
第五章
机械能守恒定律Biblioteka 第3讲 机械能守恒定律及应用
1.理解重力势能和弹性势能,知道机械能守恒的条件。2.会用机械能守恒定律解决单个物体或系统的机械能守恒问题。3.会用机械能守恒定律解决生活、生产中的实际问题。
第五章第3讲机械能守恒定律-2025年高考物理一轮复习PPT课件
答案
高考一轮总复习•物理
第13页
解析：当重力和弹簧弹力大小相等时，小球速度最大，此时加速度为零，选项 A、B 错 误；小球、地球、弹簧所组成的系统在此过程中只有重力和弹簧弹力做功，机械能守恒，选 项 C 正确；小球的机械能指动能与重力势能之和，从 A 到 B 过程中，弹力做正功，机械能增 加，脱离弹簧后，小球只受重力，机械能守恒，选项 D 正确．
转化法 与其他形式能的转化，则机械能守恒
高考一轮总复习•物理
第19页
典例 1 (2024·广东广州五地六校模拟)如图所示为“反向蹦极”运动简化示意图．假设 弹性轻绳的上端固定在 O 点，拉长后将下端固定在体验者身上，并通过扣环和地面固定， 打开扣环，人从 A 点静止释放，沿竖直方向经 B 点上升到最高位置 C 点，在 B 点时速度最 大．不计空气阻力，则下列说法正确的是( )
从 A→O：W 弹>0，Ep↓；从 O→B：W 弹<0，Ep↑
高考一轮总复习•物理
第9页
三、机械能守恒定律 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 重力势能 ．
2．机械能守恒定律
(1)内容：在只有 重力或弹力 的机械能 保持不变 ．
做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总
A．初速度 v0 越小，ΔF 越大 B．初速度 v0 越大，ΔF 越大 C．绳长 l 越长，ΔF 越大 D．小球的质量 m 越大，ΔF 越大
高考一轮总复习•物理
第8页
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＝ Ep1－Ep2
.
(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 .
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［随堂巩固提升］
i.以下说法中哪些是正确的（）
A .物体做匀速运动，它的机械能一定守恒
B .物体所受合力的功为零，它的机械能一定守恒
C.物体所受合力不等于零，它的机械能可能守恒
D .物体所受合力等于零，它的机械能一定守恒
解析：选C 物体做匀速运动动能不变，但是高度可以改变，即重力势能改变，所以
A
错误；合力的功为零，只是动能不变， B 错误；物体所受合力不等于零，例如只在重力作用 下的运动，机械能守恒，所以 C 正确；D 选项实质与A 选项相同，所以 D 错误。
2•如图5- 3- 10所示，一根跨过光滑定滑轮的轻绳， 两端各有一杂技演员（可视为质点）。
a 站在地面上，b 从图示的位置由静止开始向下摆动，运动过程中绳始终处于伸直状态。
当 演员b 摆至最低点时，a 刚好对地面无压力，则演员 a 的质量与演员b 的质量之比为（ ） A. 1 : 1
B . 2 : 1 C. 3 : 1 D. 4 : 1
解析：选B 设b 摆至最低点时的速度为 v, b 侧所拉绳子长度为I,由机械能守恒定律 可得：mgl （1 — cos 60° = |mv 2，解得v= ,gl 。
设b 摆至最低点时绳子的拉力为
F T ，由牛顿
2 第二定律得：F T — m b g= m b*，解得F T = 2m b g ，对演员a 有F T = m a g ，所以，演员a 的质量 与演员b 的质量之比为2 ： 1。
3. （2011新课标全国卷）一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低 点时距水面还有数米距离。
假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是
（ ）
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
D •蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
解析：选ABC 运动员到达最低点前，
重力一直做正功，重力势能减小，选项 A 正确; 弹力一直做负功，弹性势能增加，选项 B
正确；除重力、弹力之外无其他力做功，故机械
能守恒，选项C正确；重力势能的改变与重力势能零点的选取无关，故选项
4. （2012上海高考）
解析：由题意知，图中位置时弹簧为原长，弹性势能为零。
从
重力、弹簧弹力做功，小球和弹簧组成系统的机械能守恒，取
1 2
+ Rcos 60 ° = E p+ ^mv c
代入数据解得V C= 3 m/s
答案：3 m/s
如图5-3- 11,可视为质点的小球 A、B用不可伸长的细软轻线连接, 跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱，A的质量为B的两倍。
当B位于地面时, A恰与圆柱轴心等
高。
将A由静止释放，B上升的最大高度是（
） A. 2R B. 5R/3
C. 4R/3
D. 2R/3
解析：选C 如图所示，以AB为系统，以地面为零势能面，设
A质量为2m, B质量为m,根据机械能守恒定律有:
3mv2, A落地后B将以v做竖直上抛运动，即有
1 1 4
得h=尹，则B上升的高度为 R+ 3R =尹，故选项
2mgR= mgR+
*mv2= mgh, 解
C正
确。
5.—个质量m= 0.20 kg的小球系于轻质弹簧的一端，且套在光滑竖立的圆环上的B点, 弹簧的上端固定于环的最高点A，环的半径R= 0.50 m,弹簧的原长10= 0.50 m,劲度系数
为4.8 N/m，如图5- 3- 12所示。
若小球从图中所示位置 B点由静止开始滑到最低点C时, 弹簧的弹性势能 E p= 0.60 J。
求小球到C点时的速度V C的大小。
（弹簧处于原长时，弹性势能为零。
g取10 m/s2）
图 5-3- 12
D错误。
B至U C的过程中，只有
C点为零势能面。
则有 mg（R。