2024届高考物理二轮复习导学案：第3讲 机械能守恒定律应用专题

第三讲 机械能守恒定律应用专题 考点精要 1．理解和掌握机械能守恒定律 2．能熟练地运用机械能守恒定律解决实际问题 热点分析 机械能守恒定律是高考的热点和难点，往往是从大处着眼，从小处入手，对重力的做功、重力势能、弹性势能、动能定理、能量守恒的考查始终没有放松．值得警惕的是，尽管考试说明对弹簧的弹性势能的定量计算没有要求，但近两年高考对弹簧的弹性势能的考查有增无减．本考点在今后的高考中风格和难度不会有大的变动，仍是高考的重点和难点．由于新情景理论联系实际的考题不断涌现，经典传统模型有可能隐藏在其中进行考查． 知识梳理 一、知识点分析 1、 成立条件：三个层次 2、对机械能守恒定律的理解： 3、机械能守恒定律的各种表达形式 ⑴ 状态式：初状态 = 末状态 ⑵ 过程式：增加量 = 减少量 用⑴时，需要规定重力势能的参考平面。用⑵时则不必规定重力势能的参考平面，因为重力势能的改变量与参考平面的选取没有关系。尤其是用ΔE增=ΔE减，只要把增加的机械能和减少的机械能都写出来，方程自然就列出来了。 4、解题步骤 ⑴确定研究对象和研究过程。⑵判断机械能是否守恒。⑶选定一种表达式，列式求解。 5、动能定理与机械能守恒的联系 （1）动能定理适用于任何物体（质点），机械能守恒定律适用于系统 （2）动能定理没有条件，机械能守恒定理有条件限制 （3）动能定理有时可改写成守恒定律 典型题型 题型1:机械能守恒定律的灵活运用 解决这类问题需要注意:灵活运用机械能守恒定律的三种表达方式:1.初态机械能等于末态机械能,2.动能增加量等于势能减少量,3.一个物体机械能增加量等于另一个物体机械能减少量.后两种方法不需要选取零势能面. ( K )［例1］如图7所示，粗细均匀的U形管内装有总长为4L的水。开始时阀门K闭合，左右支管内水面高度差为L。打开阀门K后，左右水面刚好相平时左管液面的速度是多大？（管的内部横截面很小，摩擦阻力忽略不计） 题型2:系统机械能守恒的问题 ［例2］如图所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，杆和球在竖直面内转动，已知球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力．求： (1)球B在最高点时，杆对水平轴的作用力大小． (2）球B转到最低点时，球A和球B对杆的作用力分别是多大？方向如何？ 题型3:弹簧类问题 ［例3］质量为m的小球B用一根轻质弹簧连接．现把它们放置在竖直固定的内壁光滑的直圆筒内，平衡时弹簧的压缩量为x0，如图所示，小球A从小球B的正上方距离为3 x0的P处自由落下，落在小球B上立刻与小球B粘在一起向下运动，它们到达最低点后又向上运动，并恰能回到O点（设两个小球直径相等，且远小于x0，略小于直圆筒内径），已知弹簧的弹性势能为，其中k为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量．求： (1）小球A的质量． (2）小球A与小球B一起向下运动时速度的最大值． 5 学科网（北京）股份有限公司 $$