机械能守恒定律功能关系(原卷版).pdf
《机械能守恒定律功能关系(原卷版).pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械能守恒定律功能关系(原卷版).pdf(11页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、构建知识网络: 考情分析: 能量转化与守恒是贯穿整个高中物理的一条主线,功能关系和能量守恒是高考的重点,更是高考的热 点。往往与电场、磁场以及典型的运动规律相联系,并常作为压轴题出现。另外,还可能从以下角度组织 命题:(1)滑动摩擦力做功情况下的功能关系问题;( 2)与带电粒子在电场、复合场中的运动相结合的问 题。 重点知识梳理: 一、重力做功与重力势能 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,重力势能减小;重力对物体做负功,重力势能增大. (2)定量关
2、系:重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量,即WG (Ep2Ep1) Ep. (3)重力势能的变化量是绝对的,与参考平面的选取无关. 二、弹性势能 1.定义 发生弹性形变的物体之间,由于有弹力的相互作用而具有的势能. 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 Ep. (2)对于弹性势能,一般地,物体的弹性形变量越大,弹性势能越大. 3.重力势能与弹性势能的比较 内容重力势能弹性势能 概念物体由于被举高而具有的能物体由于发生弹性形变而具有的能 大小Epmgh 与形变量及劲度系数有关 相对性大小与所选取的参考平面有关一
3、般选弹簧形变为零的状态为弹性势能零点 三、机械能守恒定律及其应用 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重力势能. 2.机械能守恒定律 (1)内容:在只有重力或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)常用的三种表达式 守恒式: E1 E2或 Ek1Ep1 Ek2Ep2.(E1、 E2分别表示系统初末状态时的总机械能) 转化式: Ek Ep或 Ek增 Ep减.(表示系统动能的增加量等于势能的减少量 ) 转移式: EA EB或 EA增 EB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 ) 四、能量守恒定律 1
4、.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另一种形式,或者从一个物体转移 到另一个物体,在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变. 2.适用范围 能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律,是各种自然现象中普遍适用的一种规律. 3.表达式 (1)E 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 . (2) E增 E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. 【名师提醒】 一对平衡力做功绝对值肯定相等;一对相互作用力做功的绝对值不一定相等,可以同为正或同为负, 也可以一个做功一个不做功,可以一正一负绝对值不一定相等-因为相互作用力作用在不同的物体上,不 同的物
5、体位移不一定相等。 典型例题剖析: 考点一:机械能守恒定律的应用 【典型例题1】如图甲所示, 将质量为m 的小球以速度v0竖直向上抛出, 小球上升的最大高度为h。若 将质量分别为2m、3m、4m、5m 的小球,分别以同样大小的速度v0从半径均为R1 2h 的竖直圆形光滑轨道 的最低点水平向右射入轨道,轨道形状如图乙、丙、丁、戊所示。则质量分别为2m、3m、4m、5m 的小球 中,能到达的最大高度仍为h 的是 (小球大小和空气阻力均不计)() A质量为 2m 的小球B质量为 3m 的小球C质量为4m 的小球D质量为 5m 的小球 【变式训练1】(2017 常州七校高三联考)如图所示, 水平传送带
6、的右端与竖直面内的用内壁光滑钢管弯 成的 “9”形固定轨道相接,钢管内径很小。传送带的运行速度为v06 m/s,将质量m 1.0 kg 的可看作质点 的滑块无初速地放在传送带A 端,传送带长度L12.0 m,“9”形轨道高H0.8 m,“9”形轨道上半部分圆弧 半径为 R0.2 m,滑块与传送带间的动摩擦因数为 0.3,重力加速度g10 m/s2,试求: (1)滑块从传送带A 端运动到B 端所需要的时间; (2)滑块滑到轨道最高点C 时受到轨道的作用力大小; (3)若滑块从 “ 9”形轨道 D 点水平抛出后, 恰好垂直撞在倾角 45 的斜面上 P 点,求 P、D 两点间的竖 直高度 h(保留两
7、位有效数字)。 【变式训练2】(2017 苏南名校二模 )如图所示, 不可伸长的柔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,静置于水平地面上;b 球质量为 3m,用手托住,高度为h,此时轻绳刚好拉紧。 现将 b 球释放,则b 球着地瞬间a 球的速度大小为() A.ghB.2ghC. gh 2 D2 gh 【变式训练3】(多选 )(2017 扬州邗江区监测)如图所示, A 和 B 两个小球固定在一根轻杆的两端,A 球 的质量为m,B 球的质量为2m,此杆可绕穿过O 点的水平轴无摩擦地转动。现使轻杆从水平位置由静止释 放,则在杆从释放到转过90 的过程中,下列说法正确
8、的是() AA 球的机械能增加 B杆对 A 球始终不做功 CB 球重力势能的减少量等于B 球动能的增加量 DA 球和 B 球的总机械能守恒 【名师提醒】 (要注意机械能守恒与平衡条件的区别) 1.机械能守恒的判断 (1)利用机械能的定义判断:分析动能和势能的和是否变化,如匀速下落的物体动能不变,重力势能 减小,物体的机械能必减小。 (2)利用做功判断:若物体或系统只有重力(或弹簧弹力)做功,或有其它力做功,但其它力做功的 代数和为零,机械能守恒。 (3)利用能量转化判断:若系统中只有动能和势能的相互转化,而无机械能与其它形式的能的转化, 则系统的机械能守恒。 (4)对一些绳子突然绷紧、物体间非
9、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.运用机械能守恒解题的步骤 考点二:能量守恒定律的应用 【典型例题2】(多选 )如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处 的圆环相连,弹簧水平且处于原长圆环从A 处由静止开始下滑,经过B 处的速度最大,到达C 处的速度 为零, ACh.圆环在C 处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A.弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为 g.则圆环 () A下滑过程中,加速度一直减小B下滑过程中,克服摩擦力做的功为 1 4mv 2 C在 C 处,弹簧的弹性势能为 1 4mv 2mgh D上滑经过B 的速度大于下滑经过B
10、的速度 【变式训练4】如图 12 所示,光滑坡道顶端距水平面高度为h,质量为 m 的小物块A 从坡道顶端由静 止滑下,进入水平面上的滑道时无机械能损失,为使A 制动,将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M 处的墙上,另一端恰位于坡道的底端O 点 .已知在 OM 段,物块 A 与水平面间的动摩擦因数为 ,其余各处 的摩擦不计,重力加速度为g,求: (1)物块滑到O 点时的速度大小; (2)弹簧为最大压缩量d 时的弹性势能(设弹簧处于原长时弹性势能为零) (3)若物块A 能够被弹回到坡道上,则它能够上升的最大高度是多少? 【名师提醒】 1.对能量守恒的两点理解 (1)某种形式的能量减少,一定有其它形
11、式的能量增加,且减少量和增加量相等。 (2)某个物体的能量减少,一定有其他物体的能量增加,且减少量和增加量相等 2.应用能量守恒定律的一般步骤 (1)分清有多少种形式的能(如动能、势能、内能、电能等)在变化 (2)分别列出减少的能量和增加的能量的表达式 (3)列守恒方程= 考点三:功能关系的应用 【典型例题3】(2017 南通二模 )如图所示,木块A 放在木板B 的左端上方,用水平恒力F 将 A 拉到 B 的右端,第一次将B 固定在地面上,F 做功 W1,生热 Q1;第二次让B 在光滑水平面可自由滑动,F 做功 W2,生热 Q2,则下列关系中正确的是 () AW1W2, Q1Q2 BW1W2,
12、Q1Q2 C W1W2, Q1Q2DW1W2,Q1Q2 【变式训练5】(多选 )(2017 常熟模拟 )在大型物流货场,广泛的应用传送带搬运货物。如图甲所示,倾 斜的传送带以恒定速率运动,皮带始终是绷紧的,将m1 kg 的货物放在传送带上的A 点,经过1.2 s到达 传送带的B 点。用速度传感器测得货物与传送带的速度v 随时间 t 变化的图像如图乙所示,已知重力加速度 g10 m/s 2。由 v-t 图像可知 ( ) AA、 B两点的距离为2.4 m B货物与传送带间的动摩擦因数为0.5 C货物从A 运动到 B 的过程中,传送带对货物做功大小为12.8 J D货物从 A 运动到 B 的过程中,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械能 守恒定律 功能 关系 原卷版
链接地址:https://www.31doc.com/p-4756543.html