专题7机械能守恒定律和功能关系情景复习专题

专题7机械能守恒定律和功能关系 情景复习专题 专题7机械能守恒定律和功能关系 考题 考点 情景展示 2022·全国乙卷·T16 单物体的机械能守恒问题 2022·山东卷·T16 连接体的机械能守恒问题 2022·江苏卷·T10 含弹簧类机械能守恒问题 2021·浙江1月卷·T11 功能关系的综合应用 2021·北京卷·T20 2022·上海卷·T19 用动力学和能量观点解决多过程问题 2022·浙江1月卷·T20 ☆生活情景 湖南卫视全新制作全民体验竞技魅力节目《智勇大冲关》。在这档节目中，除了能让观众体会到亲身参与挑战的兴奋和激情外，我们还能从中根据一些关卡的设置学习到相关的物理知识，现在我们就以“智勇大冲关”中的某些关卡作为情景来复习与机械能相关的知识。 1．某电视台一挡闯关节目中，闯关者借助于平台一侧A点正上方悬挂的轻质细绳越过障碍，悬点为O。闯关者通过助跑以速度v=6m/s在A点抓住细绳的末端向左摆动，细绳摆到与竖直方向成角度θ=37°时松手，闯关者恰好落到另一侧平台的B点，如图所示。细绳长度为L=5m，闯关者的质量为m=60kg，当地重力加速度为g= 10m/s2，闯关者可视为质点。 （1）闯关者抓住细绳末端向左摆动过程中，细绳的最大拉力是多少？ （2）A、B两点间的距离是多少？（结果保留两位有效数字） ☆☆方法总结 选用技巧 （1）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。 （2）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。 2．如图所示，一倾角为的光滑斜面与半径为R的光滑圆弧在最高点对接，斜面固定在水平地面上，圆弧最低点与水平地面相切。质量分别为m和M的物块A与B（可视为质点）通过跨过斜面顶端光滑定滑轮的轻绳（长为1.5R）连接。初始时轻绳伸直，将物块B由圆弧的最高点静止释放，当物块B到达圆弧最低点时，物块A的速度为，重力加速度为g，则以下说法正确的是（　　） A．物块B到达圆弧最低点时速度大小也为 B．当物块B到达圆弧最低点时，物块A的机械能最大 C．轻绳对物块A做的功为 D．物块B经过圆弧最低点时受到的支持力小于 ☆☆方法总结 1.对多个物体组成的系统要注意判断物体运动过程中，系统的机械能是否守恒。 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。 3.列机械能守恒方程时，一般选用ΔEk=-ΔEp或ΔEA=-ΔEB的形式。 3．在某高空杂技类节目现场的下方放置有一弹簧垫.此弹簧垫可视为质量为m的木板与两相同直立轻弹簧的上端相连且不固定，弹簧下端固定在水平地面上，静止时弹簧的压缩量为h，如图所示.某同学为了测试弹簧垫的性能，将一质量为0.5m的物体从距木板上方6h高的O点由静止释放，物体打在木板上并立刻与木板一起向下运动，但不粘连，到达最低点后又向上运动，它们恰能回到A点，此时弹簧恰好无形变.忽略空气阻力，则下列说法正确的是(　　) A．整个过程中，物体、木板和两弹簧组成的系统机械能守恒 B．物体与木板一起向下运动过程中的速度先增大后减小 C．物体打在木板上之前，两弹簧的弹性势能总和为0.5mgh D．若另一质量为m的物体仍从O点由静止释放，此物体第一次离开木板时的速度大小为 ☆☆方法总结 对多个物体含弹簧的物体系统机械能守恒分析注意 （1）含弹簧的物体系统在只有弹簧弹力和重力做功时，物体和弹簧组成的系统机械能守恒，而单个物体机械能不守恒。 （2）同一根弹簧弹性势能大小取决于弹簧形变量的大小，在弹簧弹性限度内，形变量相等，弹性势能相等。 （3）由两个或两个以上的物体与弹簧组成的系统，当弹簧形变量最大时，弹簧两端连接的物体具有相同的速度；弹簧处于自然长度时，弹簧弹性势能最小（为零）。 4．如图所示，一固定斜面的倾角为，一质量为的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于（为重力加速度大小），物块上升的最大高度为，则此过程中（　　） A．物块的重力势能减少了 B．物块的动能损失了 C．物块的机械能损失了 D．物块克服摩擦力做功 ☆☆考点解读 （1）根据功能关系可以由功求对应的能量变化，也可以根据能量变化求对应力做的功，进而求解其他相关量。 （2）动能定理是最常用的功能关系。 （3）单独应用功能关系的情况较少，在很多问题中，功能关系经常与动能定理、机械能守恒定律或能量守恒定律结合应用。 ☆☆方法总结 1.力学中几种功能关系 （1）合外力做功与动能的关系：W合=ΔEk。 （2）重力做功与重力势能的关系：WG=-ΔEp。 （3）弹力做功与弹性势能的关系：W弹=-ΔEp。 （4）除重力及系统内弹力以外其他力做功与机械能的关系：W其他=Δ