2024届高考物理一轮复习专题五机械能第3讲机械能守恒定律及其应用课件

这是一份2024届高考物理一轮复习专题五机械能第3讲机械能守恒定律及其应用课件，共40页。PPT课件主要包含了mgh，参考平面，减小增大，Ep1－Ep2，弹性形变，形变量，劲度系数，Ek2+Ep2，－ΔEp，ΔEB减等内容，欢迎下载使用。
一、重力势能1.定义：物体的重力势能等于它所受______与______的乘积. 　2.公式：Ep＝________. 3.矢标性：重力势能是________量，但有正、负，其意义是表示物体的重力势能比它在__________上大还是小，这与功的正、负的物理意义不同. 
4.特点.(1)系统性：重力势能是________和________共有的. (2)相对性：重力势能的大小与__________的选取有关.重力势能的变化是______的，与参考平面的选取________. 5.重力做功与重力势能变化的关系.重力做正功时，重力势能________； 重力做负功时，重力势能________；重力做多少正(负)功，重力势能就___________多少，即WG＝________. 
二、弹性势能1.定义：物体由于发生__________而具有的能. 2.大小：弹性势能的大小与_______及_________有关，弹簧的形变量越大，劲度系数_______，弹簧的弹性势能越大. 3.弹力做功与弹性势能变化的关系.弹力做正功，弹性势能________；弹力做负功，弹性势能________.即弹簧恢复原长的过程中弹力做________，弹性势能________；形变量变大的过程中弹力做________，弹性势能________. 
三、机械能守恒定律1.内容：在只有________或________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________. 2.表达式.(1)Ek1+Ep1＝________(要选零势能参考平面). (2)ΔEk＝________(不用选零势能参考平面). (3)ΔEA增＝________(不用选零势能参考平面). 3.机械能守恒的条件.只有________(或________)做功或虽有其他外力做功，但其他力做功的代数和________. 
(1)重力势能是由物体和地球组成的系统所共有，但一般常叙述为物体的重力势能.(2)重力做功不引起物体机械能的变化.(3)单物体机械能守恒的条件是只有重力做功，而多物体(即系统)机械能守恒的条件是只有重力或系统内弹力做功，但这并不等于只受重力和弹力作用.
1.[重力势能]关于重力势能，下列说法中正确的是(　　)A.物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定B.物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大C.一个物体的重力势能从－5 J变化到－3 J，重力势能减少了D.重力势能的减少量等于重力对物体做的功【答案】D　
【解析】物体的重力势能与参考面有关，同一物体在同一位置相对不同的参考面时，重力势能不同，A错误；物体在零势能面以上，与零势能面的距离越大，重力势能越大，物体在零势能面以下，与零势能面的距离越大，重力势能越小，B错误；重力势能中的正、负号表示大小，－5 J的重力势能小于－3 J的重力势能，C错误；重力做的功度量了重力势能的变化，D正确.
2.[重力势能与机械能守恒]在大型游乐场里，小明乘坐如图所示匀速转动的摩天轮，正在向最高点运动.对此过程，下列说法正确的是(　　)A.小明的重力势能保持不变B.小明的动能保持不变C.小明的机械能守恒D.小明的机械能减少【答案】B
考点1　理解并应用机械能守恒定律　[基础考点]1.机械能守恒的条件(1)只有重力做功时，只发生动能和重力势能的相互转化.如自由落体运动、抛体运动等.(2)只有系统内弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化.如在光滑水平面上运动的物体碰到一个弹簧，物体和弹簧组成的系统在此过程中机械能守恒.
(3)只有重力和系统内弹力做功，只发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化.如自由下落的物体落到竖直的弹簧上，物体和弹簧组成的系统在此过程中机械能守恒.(4)除受重力(或系统内弹力)外，还受其他力，但其他力不做功或其他力做功的代数和为零，如物体在沿斜面向下的拉力F的作用下沿斜面向下运动，其拉力的大小与摩擦力的大小相等，在此运动过程中，其机械能守恒.
说明：在处理单个物体机械能守恒问题时通常应用守恒观点和转化观点，转化观点不用选取零势能面；在处理连接体问题时，通常应用转化观点和转移观点，都不用选取零势能面.
例1　(2021年广东卷)(多选)长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡峭的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹，战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为m的手榴弹，手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为h，在空中的运动可视为平抛运动，轨迹如图所示，重力加速度为g，下列说法正确的有(　　)A.甲在空中的运动时间比乙的长B.两手榴弹在落地前瞬间，重力的功率相等C.从投出到落地，每颗手榴弹的重力势能减少mghD.从投出到落地，每颗手榴弹的机械能变化量为mgh【答案】BC　
2.(2022年全国卷)固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环，小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑，在下滑过程中，小环的速率正比于(　　)A.它滑过的弧长B.它下降的高度C.它到P点的距离D.它与P点的连线扫过的面积【答案】C　
考点2　多个物体间机械能守恒定律的应用　[能力考点]1.多个物体间机械能守恒问题的解题思路
2.多个物体间机械能守恒模型分类
特殊运动模型的机械能守恒问题类型一　“液柱”类问题例3　打开水龙头，水顺流而下，仔细观察将会发现连续的水流柱的直径在流下的过程中，是逐渐减小的(即上粗下细)，设水龙头出口处半径为1 cm，安装在离接水盆75 cm高处，如果测得水在出口处的速度大小为1 m/s，g取10 m/s2，则水流柱落到盆中的半径为(　　)A.1 cm cmC.0.5 cm cm【答案】C　
类型三　“过山车”类问题例5　如图所示，露天娱乐场空中列车是由许多节完全相同的车厢组成的，列车先沿光滑水平轨道行驶，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(L＞2πR)，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).