高考物理一轮总复习精品课件 第5章 机械能 第3节 机械能守恒定律及其应用 (2).ppt

考点三用机械能守恒定律分析非质点类机械能守恒问题[师生共研]在应用机械能守恒定律处理实际问题时,经常遇到“链条”类的物体,其在运动过程中将发生形变,其重心位置相对物体也发生变化,因此这类物体不能再看作质点来处理。物体虽然不能当作质点来处理,但因只有重力做功,物体整体机械能守恒,一般情况下,可将物体分段处理,确定质量分布均匀的规则物体各部分的重心位置,根据初、末状态物体重力势能的变化列式求解。【典例突破】典例2.有一条长为2m的均匀金属链条,有一半在光滑的足够高的斜面上,斜面顶端是一个很小的圆弧,斜面倾角为30°,另一半竖直下垂在空中,当链条从静止开始释放后链条滑动,g取10m/s2,则链条刚好全部滑出斜面时的速度为()思维点拨本题中链条只有重力做功,故机械能守恒;首先确定参考平面,得出初、末状态时的机械能表达式,由机械能守恒列式求解。答案B素养点拨绳、液柱、链条之类的物体,由于发生形变,其重心位置相对物体来说并不是固定不变的,确定重心的位置是解决该类问题的关键。可以采用分段法求出每段的重力势能,然后求和得到整体的重力势能;也可采用等效法求出重力势能的改变量。利用ΔEk=-ΔEp列方程不需要选取参考平面,且便于分析计算。【对点演练】8.(多选)内径面积为S的U形圆筒竖直放在水平面上,筒内装水,底部阀门K关闭时两侧水面高度分别为h1和h2,如图所示。已知水的密度为ρ,不计水与筒壁的摩擦阻力。现把连接两筒的阀门K打开,到两筒水面高度相等的过程中()A.水柱的重力做正功B.大气压力对水柱做负功C.水柱的机械能守恒D.水柱动能的改变量是ρgS(h1-h2)2答案ACD解析把连接两筒的阀门打开到两筒水面高度相等的过程中大气压力对左筒水面做正功,对右筒水面做负功,9.露天娱乐场空中列车由许多节完全相同的车厢组成,示意图如图所示,列车先沿光滑水平轨道匀速行驶,然后滑上一固定的半径为R的空中圆形光滑轨道,若列车全长为L(L2πR),R远大于一节车厢的长度和高度,那么列车在运行到圆形光滑轨道前的速度至少要多大,才能使整个列车安全通过固定的圆形轨道(车厢间的距离不计)。本课结束答案D解析物体的重力势能与参考平面有关,同一物体在同一位置相对不同的参考平面时,重力势能不同,选项A错误;物体在参考平面以上,与参考平面的距离越大,重力势能越大,物体在参考平面以下,与参考平面的距离越大,重力势能越小,选项B错误;重力势能中的正、负号表示大小,-5J的重力势能小于-3J的重力势能,选项C错误;重力做的功等于重力势能的减少量,选项D正确。三、机械能守恒定律1.机械能和势能统称为机械能,其中势能包括和。?2.机械能守恒定律(1)内容:在只有做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能。?(2)机械能守恒的条件只有重力或弹力做功。系统内弹力动能弹性势能重力势能重力或弹力保持不变(3)守恒表达式观点表达式守恒观点E1=E2或Ek1+Ep1=Ek2+Ep2转化观点ΔEk=?转移观点ΔEA减=?易错辨析(4)物体所受合力为零时,机械能一定守恒。()(5)物体受到摩擦力作用时,机械能一定要变化。()-ΔEpΔEB增××应用提升3.关于机械能守恒定律的适用条件,下列说法正确的是()A.只有重力和弹力作用时,机械能才守恒B.当有其他外力作用时,只要合力为零,机械能守恒C.当有其他外力作用时,只要其他外力不做功,机械能守恒D.炮弹在空中飞行不计阻力时,仅受重力作用,所以爆炸前后机械能守恒答案C解析机械能守恒的条件是只有重力或系统内弹力做功,A项错误;物体受其他外力作用且合力为零时,机械能可能不守恒,如拉一物体匀速上升,合力为零,物体的动能不变,重力势能增加,故机械能增加,B项错误;由机械能守恒定律的特点知,C项正确;在炮弹爆炸过程中内能转化为机械能,机械能不守恒,D项错误。4.如图所示,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位于地面上时,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()C增素能精准突破考点一机械能守恒的理解与判断[自主探究]1.对机械能守恒条件的理解(1)只受重力作用,例如做平抛运动的物体机械能守恒。(2)除重力外,物体还受其他力,但其他力不做功或做功代数和为零。(3)除重力外,只有系统内的弹力做功,并且弹力做的功等于弹性势能变化