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1、2017年高考物理四川专用一轮复习(课件+习题+章末质量检测)第5章机械能基础课时14基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破知识点一、重力做功与重力势能知识点一、重力做功与重力势能1重力做功的特点重力做功的特点(1)重力做功与重力做功与_无关，只与始、末位置的无关，只与始、末位置的_有关。有关。(2)重力做功不引起物体重力做功不引起物体_的变化。的变化。知识梳理知识梳理 路径路径高度差高度差机械能机械能基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破2重力做功与重力势能变化的关系重力做功与重力势能变化的关系(1)定定性性关关系系：重重力力对对物物体体做做正正功功，重重力力势势能能就就_；重重
2、力对物体做负功，重力势能就力对物体做负功，重力势能就_。(2)定定量量关关系系：重重力力对对物物体体做做的的功功_物物体体重重力力势势能能的的_量。即量。即WG(Ep2Ep1)Ep1Ep2_。(3)重力势能的变化量是绝对的，与参考面的选取重力势能的变化量是绝对的，与参考面的选取_。减小减小增大增大等于等于减小减小Ep无关无关基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破3弹性势能弹性势能(1)概念：物体由于发生概念：物体由于发生_而具有的能。而具有的能。(2)大大小小：弹弹簧簧的的弹弹性性势势能能的的大大小小与与形形变变量量及及劲劲度度系系数数有有关关，弹弹簧簧的的形形变变量量_，劲劲度度系系数
3、数_，弹弹簧簧的的弹弹性性势势能能越大。越大。(3)弹弹力力做做功功与与弹弹性性势势能能变变化化的的关关系系：类类似似于于重重力力做做功功与与重重力势能变化的关系，用公式表示：力势能变化的关系，用公式表示：W_。弹性形变弹性形变越大越大越大越大Ep基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破动能动能势能势能弹性势能弹性势能重力势能重力势能重力或弹力重力或弹力保持不变保持不变基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破思考思考运运动动员员抛抛出出的的铅铅球球所所受受空空气气的的阻阻力力远远小小于于其其重重力力，请请思思考考以下问题：以下问题：(1)铅球在空中运动过程中，能否视为机械能守恒？铅球在
4、空中运动过程中，能否视为机械能守恒？(2)若若铅铅球球被被抛抛出出时时速速度度大大小小一一定定，铅铅球球落落地地时时的的速速度度大大小小与运动员将铅球抛出的方向有关吗？与运动员将铅球抛出的方向有关吗？(3)在在求求解解铅铅球球落落地地的的速速度度大大小小时时，可可以以考考虑虑应应用用什什么么规规律律？基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破1(2015四四川川攀攀枝枝花花二二诊诊)篮篮球球场场上上，运运动动员员练练习习投投篮篮，篮篮球球划划过过一一条条漂漂亮亮的的弧弧线线落落入入篮篮筐筐，球球的的轨轨迹迹如如图图1中中虚虚线线所所示示。从篮球出手到落入篮筐的过程中，篮球的重力势能从篮球出手
5、到落入篮筐的过程中，篮球的重力势能()A一直增大一直增大B一直减小一直减小C先减小后增大先减小后增大D先增大后减小先增大后减小诊断自测诊断自测 基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破解解析析从从篮篮球球出出手手到到落落入入篮篮筐筐的的过过程程中中，篮篮球球的的重重力力不不变变，高高度度先先增增大大后后减减小小，则则其其重重力力势势能能先先增增大大后后减减小小，故故D正正确。确。答案答案D基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破2如如图图2所所示示，在在光光滑滑水水平平面面上上有有一一物物体体，它它的的左左端端连连接接着着一一轻轻弹弹簧簧，弹弹簧簧的的另另一一端端固固定定在在墙墙上上，
6、在在力力F作作用用下下物物体体处处于于静静止止状状态态，当当撤撤去去力力F后后，物物体体将将向向右右运运动动，在在物物体体向向右右运运动的过程中，下列说法正确的是动的过程中，下列说法正确的是()A弹簧的弹性势能逐渐减少弹簧的弹性势能逐渐减少B物体的机械能不变物体的机械能不变C弹簧的弹性势能先增加后减少弹簧的弹性势能先增加后减少D弹簧的弹性势能先减少后增加弹簧的弹性势能先减少后增加基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破解解析析因因弹弹簧簧左左端端固固定定在在墙墙上上，右右端端与与物物体体连连接接，故故撤撤去去F后后，弹弹簧簧先先伸伸长长到到原原长长后后，再再被被物物体体拉拉伸伸，其其弹弹性
7、性势势能能先先减减少少后后增增加加，物物体体的的机机械械能能先先增增大大后后减减小小，故故D正正确确，A、B、C均错误。均错误。答案答案D基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破3(多多选选)如如图图3所所示示，下下列列关关于于机机械械能能是是否否守守恒恒的的判判断断正正确确的的是是()基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破A甲图中，物体甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒机械能守恒B乙乙图图中中，A置置于于光光滑滑水水平平面面上上，物物体体B沿沿光光滑滑斜斜面面下下滑滑，物体物体B机械能守恒机械能守恒C丙丙图图中中，不不计计任任何何阻阻力力和和定定滑滑
8、轮轮质质量量时时A加加速速下下落落，B加速上升过程中，加速上升过程中，A、B系统机械能守恒系统机械能守恒D丁丁图图中中，小小球球沿沿水水平平面面做做匀匀速速圆圆锥锥摆摆运运动动时时，小小球球的的机械能守恒机械能守恒基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破解解析析甲甲图图中中重重力力和和弹弹力力做做功功，物物体体A和和弹弹簧簧组组成成的的系系统统机机械械能能守守恒恒，但但物物体体A机机械械能能不不守守恒恒，A错错误误；乙乙图图中中物物体体B除除受受重重力力外外，还还受受弹弹力力，弹弹力力对对B做做负负功功，机机械械能能不不守守恒恒，但但从从能能量量特特点点看看A、B组组成成的的系系统统机机械
9、械能能守守恒恒，B错错误误；丙丙图图中中绳绳子子张张力力对对A做做负负功功，对对B做做正正功功，代代数数和和为为零零，A、B系系统统机机械械能能守守恒恒，C正正确确；丁丁图图中中小小球球的的动动能能不不变变，势势能能不变，机械能守恒，不变，机械能守恒，D正确。正确。答案答案CD基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破4如如图图4，可可视视为为质质点点的的小小球球A、B用用不不可可伸伸长长的的细细软软轻轻线线连连接接，跨跨过过固固定定在在地地面面上上、半半径径为为R的的光光滑滑圆圆柱柱，A的的质质量量为为B的的两两倍倍。当当B位位于于地地面面时时，A恰恰与与圆圆柱柱轴轴心心等等高高。将将A由
10、由静静止释放，止释放，B上升的最大高度是上升的最大高度是()基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破答案答案C基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破机械能守恒的判定方法机械能守恒的判定方法(1)做做功功判判断断法法：若若物物体体系系统统内内只只有有重重力力和和弹弹簧簧弹弹力力做做功功，其其他他力力均均不不做做功功或或其其他他力力做做功功的的代代数数和和为为零零，则则系系统统的的机机械能守恒。械能守恒。(2)能能量量转转化化判判断断法法：若若只只有有系系统统内内物物体体间间动动能能和和重重力力势势能能及及弹弹性性势势能能的的相相互互转转化化，系系统统跟跟外外界界没没有有发发生生机机械械
11、能能的的传传递递，机机械械能能也也没没有有转转变变成成其其他他形形式式的的能能(如如没没有有内内能能增增加加)，则系统的机械能守恒。则系统的机械能守恒。考点一机械能守恒的判断考点一机械能守恒的判断基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破解解析析小小球球的的位位移移方方向向竖竖直直向向下下，斜斜劈劈对对小小球球的的弹弹力力对对小小球球做做负负功功，小小球球对对斜斜劈劈的的弹弹力力对对斜斜劈劈做做正正功功，斜斜劈劈的的机机械械能能增增大大，小小球球的的机机械械能能减减少少，但但斜斜劈劈与与小小球球组组成成的的系系统统机机械械能能守守恒恒，小小球球重重
12、力力势势能能的的减减少少量量，等等于于小小球球和和斜斜劈劈动动能能增加量之和，故增加量之和，故B正确，正确，A、C、D错误。错误。答案答案B基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破变式训练变式训练1(多多选选)如如图图6所所示示，一一轻轻弹弹簧簧一一端端固固定定在在O点点，另另一一端端系系一一小小球球，将将小小球球从从与与悬悬点点O在在同同一一水水平平面面且且使使弹弹簧簧保保持持原原长长的的A点点无无初初速速度度地地释释放放，让让小小球球自自由由摆摆下下，不不计计空空气气阻阻力力，在在小小球球由由A点点摆摆向向最最低低点点B的的过过程程中中，下下列列说说法法中中正正确确的的是是()A小球的
13、机械能守恒小球的机械能守恒B小球的机械能减少小球的机械能减少C小小球球的的重重力力势势能能与与弹弹簧簧的的弹弹性势能之和不变性势能之和不变D小小球球与与弹弹簧簧组组成成的的系系统统机机械械能守恒能守恒基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破解解析析小小球球由由A点点下下摆摆到到B点点的的过过程程中中，弹弹簧簧被被拉拉长长，弹弹簧簧的的弹弹力力对对小小球球做做了了负负功功，所所以以小小球球的的机机械械能能减减少少，故故选选项项A错错误误，B正正确确；在在此此过过程程中中，由由于于有有重重力力和和弹弹簧簧的的弹弹力力做做功功，所所以以小小球球与与弹弹簧簧组组成成的的系系统统机机械械能能守守恒恒
14、，即即小小球球减减少少的的重重力力势势能能，等等于于小小球球获获得得的的动动能能与与弹弹簧簧增增加加的的弹弹性性势势能能之和，故选项之和，故选项C错误，错误，D正确。正确。答案答案BD基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破1机械能守恒定律的表达式机械能守恒定律的表达式考点二单个物体的机械能守恒考点二单个物体的机械能守恒基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破2机械能守恒定律与动能定理的比较机械能守恒定律与动能定理的比较机械能守恒定律机械能守恒定律动能定理动能定理不不同同点点适用适用条件条件只有重力或弹力做功只有重力或弹力做功没有条件限制，它不但允许没有条件限制，它不但允许重力和弹力做
15、功，还允许其重力和弹力做功，还允许其他力做功他力做功分析分析思路思路只需分析研究对象初、末状只需分析研究对象初、末状态的动能和势能态的动能和势能不但要分析研究对象初、末不但要分析研究对象初、末状态的动能，还要分析所有状态的动能，还要分析所有外力所做的功外力所做的功研究研究对象对象一般是物体组成的系统一般是物体组成的系统一般是一个物体一般是一个物体(质点质点)书写书写方式方式有多种书写方式，一般常用有多种书写方式，一般常用等号两边都是动能与势能的等号两边都是动能与势能的和和等号左边一定是合力的总功，等号左边一定是合力的总功，右边是动能的变化右边是动能的变化相相同同点点(1)思想方法相同：机械能守
16、恒定律和动能定理都是从做功和能量思想方法相同：机械能守恒定律和动能定理都是从做功和能量转化的角度来研究物体在力的作用下状态的变化。转化的角度来研究物体在力的作用下状态的变化。(2)表达这两个规律的方程都是标量式表达这两个规律的方程都是标量式基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破例例2 2(2016广广州州二二模模)如如图图7所所示示，在在同同一一竖竖直直平平面面内内，一一轻轻质质弹弹簧簧静静止止放放于于光光滑滑斜斜面面上上，其其一一端端固固定定，另另一一端端恰恰好好与与水水平平线线AB平平齐齐；长长为为L的的轻轻质质细细绳绳一一端端固固定定在在O点点，另另一一端端系系一一质质量量为为m的
17、的小小球球，将将细细绳绳拉拉至至水水平平，此此时时小小球球在在位位置置C。现现由由静静止止释释放放小小球球，小小球球到到达达最最低低点点D时时，细细绳绳刚刚好好被被拉拉断断，D点点与与AB相相距距h；之之后后小小球球在在运运动动过过程程中中恰恰好好与与弹弹簧簧接触并沿斜面方向压缩弹簧，弹簧的最大压缩量为接触并沿斜面方向压缩弹簧，弹簧的最大压缩量为x。试求：。试求：(1)细绳所能承受的最大拉力细绳所能承受的最大拉力F；(2)斜面倾角斜面倾角的正切值；的正切值；(3)弹簧所获得的最大弹性势能弹簧所获得的最大弹性势能Ep。基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破基基 础础 诊诊 断断考考 点点
18、突突 破破基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破拓展延伸拓展延伸(1)在在例例2 2中中，试试分分析析小小球球由由位位置置C到到位位置置D的的过过程程中中，重重力的功率如何变化？力的功率如何变化？(2)在在例例2 2中中，若若撤撤去去弹弹簧簧，试试求求当当小小球球沿沿斜斜面面下下滑滑距距离离x时，小球的动能。时，小球的动能。基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破应用机械能守恒定律解题的一般步骤应用机械能守恒定律解题的一般步骤基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破基基 础础 诊诊 断断考考
19、点点 突突 破破基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破例例3 3(多多选选)(2015新新课课标标全全国国，21)如如图图9，滑滑块块a、b的的质质量量均均为为m，a套套在在固固定定竖竖直直杆杆上上，与与光光滑滑水水平平地地面面相相距距h，b放放在在地地面面上上，a、b通通过过铰铰链链用用刚刚性性轻轻杆杆连连接接，由由静静止止开开始始运运动动，不不计计摩摩擦擦，a、b可可视视为为质质点点，重重力力加加速速度度大大小小为为g。则则()考点三多物体的机械能守恒问题考点三多物体的机械能守恒问题基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破 由由a的的受
20、受力力图图可可知知，a下下落落过过程程中中，杆杆对对a的的作作用用效效果果为为先先推推后后拉拉，其其加加速速度度大大小小先先小小于于g后后大大于于g，选选项项C错错误误；当当a落落地地前前杆杆对对a的的推推力力减减为为零零的的时时刻刻杆杆对对b的的作作用用力力也也为为零零，此此时时b的的加加速速度度为为零零，b的的机机械械能能最最大大，a的的机机械械能能最最小小，这这时时b受受重重力力、支支持持力力，且且Nbmg，由由牛牛顿顿第第三三定定律律可可知知，b对对地面的压力大小为地面的压力大小为mg，选项，选项D正确。正确。答案答案BD基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破1多物体机械能守恒问
21、题的分析方法多物体机械能守恒问题的分析方法(1)对对多多个个物物体体组组成成的的系系统统要要注注意意判判断断物物体体运运动动过过程程中中，系系统统的的机械能是否守恒。机械能是否守恒。(2)注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关系。注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关系。(3)列机械能守恒方程时，一般选用列机械能守恒方程时，一般选用EkEp的形式。的形式。2多物体机械能守恒问题的三点注意多物体机械能守恒问题的三点注意(1)正确选取研究对象。正确选取研究对象。(2)合理选取物理过程。合理选取物理过程。(3)正确选取机械能守恒定律常用的表达形式列式求解。正确选取机械能守恒定律常用的表达形式列式求解。基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破基基 础础 诊诊 断断考考 点点 突突 破破谢谢观赏！2020/11/539