2024届高考物理一轮复习学案：机械能守恒定律

这是一份2024届高考物理一轮复习学案：机械能守恒定律，共4页。学案主要包含了知识强化，典型例题等内容，欢迎下载使用。
高三物理一轮复习教（学）案26    机械能守恒定律       编写        审核         一、知识强化1、机械能守恒定律机械能守恒定律：物体在只有      （或弹力）做功的情况下，即物体只在       和        相互转化的过程中，在任意时刻它们的总和（即机械能）始终保持不变。值得注意的是：（1）机械能守恒的条件：只有重力（或弹力）做功，这是机械能守恒的根本。从力和功的角度来理解，可分三种情形：一是物体只受重力或弹力；二是除重力或弹力外，还受到其它力的作用，但其它力不做功；三是除重力或弹力外，还受到其它力的作用，但其它力做功总和为零。（2）常用数学表达式：第一种：EK1+EP1=EK2+EP2，从能量守恒的角度表明一个物体运动过程中，初状态和末状态机械能相等。第二种：Δ EK= -Δ EP，从能量转化的角度表明一个物体动能的增加量（减小量）等于势能的减小量（增加量）。第三种：ΔE1= -ΔE2，从能量转移的角度表明物体1的机械能增加量等于物体2的机械能的减少量。2、应用机械能守恒定律解题步骤（1）认真审题，确定研究对象；（2）对研究对象进行受力分析和运动过程、状态的分析，弄清整个过程中各力做功的情况，确认是否符合机械能守恒的条件；（3）确定一个过程、两个状态（始末），选取零势能参考平面，确定始末状态的动能、势能值或这个过程中Δ Ep和Δ EK的值；（4）利用机械能守恒定律列方程，特别要注意临界条件的制约。二、典型例题（单选）（      ）1．下列实例中的运动物体，均不计空气阻力，其中机械能守恒的是A．被起重机吊起的货物正在加速上升B．物体水平抛出去C．物体沿粗糙斜面匀速下滑D．一个轻质弹簧上端固定，下端系上一个重物，重物沿竖直方向做上下振动（      ）2．舞狮是一种传统文化活动，现在已经发展成一种体育竞赛项目。在某次狮王争霸活动中两个参与舞狮的运动员正在从右侧木桩顶跳跃到左侧木桩顶，不计空气阻力，运动员的跳跃动作可看作斜抛运动。两个运动员在空中的运动过程，下列说法正确的是A．水平初速度逐渐减小B．在某位置的速度可能为零C．动能一定逐渐减小D．某时刻重力的瞬时功率可能为零（      ）3．如图所示，A、B分别为单摆做简谐振动时摆球的不同位置。其中，位置A为摆球摆动的最高位置，虚线为过悬点的竖直线。以摆球最低位置为重力势能零点，则摆球在摆动过程中A．位于B处时动能最大B．位于A处时势能最小C．在位置A的势能大于在位置B的动能D．在位置B的机械能大于在位置A的机械能（      ）4．长3L的轻杆两端分别固定有质量为2m的小铁球，杆的三等分点O处有光滑的水平转动轴。用手将该装置固定在杆恰好水平的位置，然后由静止释放，当杆到达竖直位置时，则转轴对杆的作用力F的大小和方向为A．1.2mg，竖直向下B．4.8mg，竖直向上C．3.6mg，竖直向下D．2.4mg，竖直向上（      ）5．如图所示，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连。现将小球从M点（高于O点）由静止释放，它在下降的过程中经过了N点。已知在M、N两点处弹簧对小球的弹力大小相等，且弹簧在M点时的长度小于在N点时的长度。则在小球从M点到N点的过程中，下列说法正确的是A．小球增加的动能小于其减少的重力势能B．小球运动的最大加速度总是小于gC．弹簧弹力对小球做功的功率一直在增大D．弹簧弹力对小球做功的功率有三处为零6．物体A的质量为m1，圆环B的质量为m2，通过绳子跨过定滑轮连接在一起，圆环套在光滑的竖直杆上，开始时连接圆环的绳子处于水平，如图所示，长度l=4m。现从静止释放圆环，不计定滑轮和空气的阻力，取g=10m/s2。求：（1）若m2∶m1=1∶3，则圆环能下降的最大距离h；（2）若圆环下降h2=3m时的速度大小为5m/s，则物体A的质量m1/与圆环B的质量m2/的比值？         高三物理一轮复习作业26班级           姓名           学号            一、单选题（      ）1．摩天轮是游乐场里的大型娱乐项目，它的直径可以达到几百米。乘客乘坐时，转轮始终不停地匀速转动，下列说法中正确的是A．在最高点，乘客处于超重状态B．任意时刻乘客受到的合力都不等于零C．乘客在乘坐过程中对座椅的压力始终不变D．乘客在乘坐过程中的机械能始终保持不变（      ）2．一个人站在阳台上，以相同的速率v0分别把3个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出，不计空气阻力，则3个球落地时的速率A．上抛球最大B．下抛球最大C．平抛球最大D．三球一样大（      ）3．以20m/s的速度将质量为m的物体从地面竖直上抛，若忽略空气阻力，取g=10m/s2。则在物体上升的过程中距地面的高度为多少时物体的重力势能和动能相等A．5mB．10mC．15mD．20m（      ）4．一辆汽车上坡过程中，如果牵引力与摩擦力大小相等，不计空气阻力。则下列说法中正确的是A．汽车将匀速上坡B．汽车在上坡过程中机械能将减小C．汽车在上坡过程中机械能将增大D．汽车在上坡过程中动能减小，势能增大，机械能不变（      ）5．如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上，一只小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，则在以后的运动过程中，下列叙述中正确的是（弹簧始终保持竖直并且在弹性限度内）A．当小球刚接触弹簧时，小球的动能最大B．当小球刚接触弹簧时，小球与弹簧组成的系统的势能最大C．当小球运动至最高点时，小球与弹簧组成的系统的势能最大D．当小球运动至最低点时，小球与弹簧组成的系统的势能最小（      ）6．如图所示，具有一定初速度v0的物块，在沿倾角为300的粗糙斜面向上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力F作用，这时物块的加速度大小为5m/s2，方向沿斜面向下，取g=10m/s2。那么在物块向上运动的过程中，下列说法正确的是A．物块的机械能一定增加B．物块的机械能一定减少C．物块的机械能不变D．物块的机械能可能增加，也可能减少（      ）7．蹦极是一项户外休闲活动。某次蹦极活动中，体验者站在约40m以上高度的位置，用原长为20m的弹性绳子固定住自己并跳下，在落地前弹起，继而反复弹起落下。忽略空气阻力的影响，则在人的整个运动过程中，下列说法正确的是A．第一次下落过程中，游客能体验失重感的位移为20mB．第一次下落20m后，游客开始做减速运动C．当游客下落到最低点时，弹性绳的弹性势能最大D．第一次到达最低点的瞬间，人所受合力为零（      ）8．如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一只定滑轮，小物块a、b用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，a、b处于同一高度并恰好处于静止状态。剪断轻绳后a下落，b沿斜面下滑，则从剪断轻绳直到物块着地，两物块A．两物块重力势能的变化量相同B．b的机械能变化大C．a、b两物块落地时的速度相同 D．两物块重力做功的平均功率相同二、计算题9．如图所示，O点处固定有力传感器，长为l=0.4m的轻绳一端与力传感器相连，另一端固定着一个小球。现让小球在最低点以某一速度开始运动，假设轻绳与竖直方向的角度为θ，右图为轻绳弹力大小F随cos θ 变化的部分图像，忽略空气阻力的影响，取g=10m/s2。求：（1）小球质量；（2）小球在最低点时的速度；（3）判断小球能否做完整的圆周运动，写出证明过程。      高三物理一轮复习教（学）案26参考答案典型例题：1．B  2．D  3．C  4．D  5．D6．（1）3m；（2）35∶29课时作业：1．B  2．D  3．B  4．D  5．C  6．C  7．C  8．D  9．（1）0.3kg（2）4m/s（3）小球不能经过最高点。