2023届上海市新高考物理一轮复习课件：第六章 机械能守恒定律 6-2

上海新高考物理 一轮复习 第六章 机械能守恒定律（2） 机械能守恒的判断 单物体机械能守恒问题 系统机械能守恒问题 1 概述 知识点 1 机械能守恒的判断 2 单物体机械能守恒问题 3 系统机械能守恒问题 机械能守恒的判断 动能 物体由于运动而具有的能量叫动能，用Ek表示。 定义： 表达式： 单位： 我们把物体的质量与速度的二次方乘积的一半，称为物体的动能， kg m2/s2 J = 1 1 · 单位和物理量一一对应 标矢性： 动能是标量，只有大小，没有方向。 动能大小与速度方向无关，且动能一定大于等于零。 3 机械能守恒的判断 重力势能 O y hA hB mg A 1 2 B θ s 重力势能的定义是在重力做功性质的基础上提出的 物体的始、末位置一旦确定，重力的功便确定下来 将物体的重力 mg 与所在高度 h 的乘积称为重力势能 高度 h 具有相对性 所以重力势能EP也是相对 需要选取零势能面（参考系） 4 物体自由下落过程中经过A、B两点： hB m A B hA 动能定理 重力做功等于重力势能的减少量，有： 整理： A点的机械能 B点的机械能 在只有重力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变——机械能守恒定律 推导——以自由落体为例 机械能守恒的判断 5 机械能是否守恒的两种判断方法 机械能守恒的判断 （1）做功分析法(常用于单个物体) 对物理受力分析 明确各个力的做功情况 有且只有重力对物体做功 有其他力存在 但对物体做功为零 机械能守恒 机械能不守恒 有其他力做功 摩擦力、安培力等 宇宙中只有万有引力做功机械能守恒 6 机械能是否守恒的两种判断方法 机械能守恒的判断 （2）能量分析法(常用于多个物体组成的系统) 分析涉及能量种类 动能 重力势能 弹性势能** 内能 电势能 动能 重力势能 弹性势能** 某一能量变化 其他能量不变 机械能必定不守恒 内能 电势能 有两种能量 发生变化 机械能可能守恒 7 示例1两在如图所示的物理过程示意图中，甲图为一端固定有小球的轻杆，从右偏上30°角的位置释放后小球绕光滑支点摆动；乙图为末端固定有A、B两小球的轻质直角架，释放后绕通过直角顶点的固定轴O无摩擦转动；丙图为置于光滑水平面上的A、B两小车，B静止，A获得一向右的初速度后向右运动，某时刻连接两车的细绳绷紧，然后带动B车运动；丁图为置于光滑水平面上的带有竖直支架的小车，把用细绳悬挂的小球从图示位置释放，小球开始摆动。则关于这几个物理过程(空气阻力忽略不计)，下列判断正确的是(　　) 甲 乙 丙 丁 ( A )甲图中小球机械能守恒 ( B )乙图中小球A的机械能守恒 ( C )丙图中两车组成的系统机械能守恒 ( D )丁图中小球的机械能守恒 机械能守恒的判断 A 8 变式1如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，弹簧一直保持竖直，空气阻力不计，那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，下列说法中正确的是(　　) ( A )小球的动能一直减小 ( B )小球的机械能守恒 ( C )克服弹力做功大于重力做功 ( D )最大弹性势能等于小球减少的动能 C 机械能守恒的判断 9 物体机械能守恒问题 选取研究对象； 进行受力分析，明确各力的做功情况，判断机械能是否守恒； 选取参考平面，确定初、末状态的机械能或确定动能和势能的改变量； 根据机械能守恒定律列出方程（加式方程） 解方程求出结果，并对结果进行必要的讨论和说明。 解题的一般步骤 10 示例2.1如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直。一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时对应的轨道半径为(重力加速度大小为g)(　　) ( A ) ( B ) ( C ) ( D ) B 物体机械能守恒问题 11 变式2如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上，若以地面为参考平面且不计空气阻力，则下列说法中正确的是(　　)多选 ( A )物体落到海平面时的重力势能为mgh ( B )物体从抛出到落到海平面的过程重力对物体做功为mgh ( C )物体在海平面上的动能为 ( D )物体在海平面上的机械能为 BCD 物体机械能守恒问题 12 系统机械能守恒问题 几种实际情景的分析（请写出机械能守恒式子）（多物体一般列减式方程） （1）速率相等情景 假设所有表面光滑，A、B静止开始运动，B下降h 13 系统机械能守恒问题 几种实际情景的分析（请写出机械能守恒式子）（多物体一般列减式方程） （2）角速度相等情景 假设所有表面光滑，A、B静止开始运动，杆子无质量 A小球机械能守恒吗？ B小