专题05 动能定理、机械能守恒定律与能量守恒定律（讲义）--2024年高考物理二轮专题综合能力突破训练

专题05 动能定理、机械能守恒定律与能量守恒定律 01专题网络·思维脑图 02考情分析·解密高考 03高频考点·以考定法 04核心素养·难点突破 05创新好题·轻松练 考点内容 学习目标 动能与动能定理 1. 掌握动能与动能定理的含义及使用注意点2.掌握势能的定义及机械能守恒的条件及使用注意点 3.掌握单体和连接体问题的机械能守恒的几种形式 4.理解并能应用能量守恒定律解决问题 5.掌握动能定理与机械能守恒的图像问题 势能与机械能守恒 连接体机械能守恒 功能关系分析与能量守恒 图像问题 1、 动能及动能定理 1． 动能 1　 公式：Ek＝mv2，单位：焦耳(J).1 J＝1 N·m＝1 kg·m2/s2. 2　 动能是标量、状态量． 2． 动能定理 1　 内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化． 2　 表达式：W＝ΔEk＝Ek2－Ek1＝mv22－mv12. 3　 物理意义：合力做的功是物体动能变化的量度． 3． 应用动能定理解题的步骤图解： 1　 动能定理往往用于单个物体的运动过程，由于不涉及加速度及时间，比动力学方法要简捷． 2　 动能定理表达式是一个标量式，在某个方向上应用动能定理是没有依据的． 3　 应用动能定理的关键是写出各力做功的代数和，不要漏掉某个力做的功，同时要注意各力做功的正、负． 4　 物体在某个运动过程中包含几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程)，对全过程应用动能定理，往往能使问题简化． 5　 多过程往复运动问题一般应用动能定理求解． 2、 势能与机械能守恒 1． 重力做功与重力势能的关系 1　 表达式：Ep＝mgh. 2　 重力势能的特点：重力势能是物体和地球所共有的，重力势能的大小与参考平面的选取有关，但重力势能的变化与参考平面的选取无关。重力做功不引起物体机械能的变化． 3　 重力做功与重力势能变化的关系：重力对物体做正功，重力势能减小；重力对物体做负功，重力势能增大．即WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp. 2． 弹性势能 1　 定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能． 2　 弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增大．即W＝－ΔEp. 3． 机械能守恒定律 1　 内容：在只有重力或弹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． 2　 表达式：mgh1＋mv12＝mgh2＋mv22. 3　 应用流程 3、 单物体机械能守恒问题 1．表达式 2．应用机械能守恒定律解题的一般步骤 4、 连接体模型的机械能守恒 1． 轻绳连接的物体系统模型 ①分清两物体是速度大小相等，还是沿绳方向的分速度大小相等。 ②用好两物体的位移大小关系或竖直方向高度变化的关系。 ③对于单个物体，一般绳上的力要做功，机械能不守恒；但对于绳连接的系统，机械能则可能守恒。 2． 轻杆连接的物体系统模型 ①平动时两物体线速度大小相等，转动时两物体角速度相等。 ②杆对物体的作用力并不总是沿杆的方向，杆能对物体做功，单个物体机械能不守恒。 ③对于杆和物体组成的系统，忽略空气阻力和各种摩擦且没有其他力对系统做功，则系统机械能守恒。 3． 某一方向分速度相等情景(关联速度情景) 两物体速度的关联实质：沿绳(或沿杆)方向的分速度大小相等． 4． 含弹簧的系统机械能守恒问题 1　 由轻弹簧连接的物体系统，一般既有重力做功，又有弹簧弹力做功，这时系统内物体的动能、重力势能和弹簧的弹性势能相互转化，而总的机械能守恒。 2　 弹簧两端物体把弹簧拉伸至最长(或压缩至最短)时，两端的物体具有相同的速度，弹性势能最大． 3　 对同一弹簧，弹性势能的大小由弹簧的形变量决定（无论弹簧伸长还是压缩） 4　 物体运动的位移与弹簧的形变量或形变量的变化量有关，弹簧的伸长量和压缩量相等时，弹簧的弹性势能相等． 5、 　能量守恒定律及应用 1． 含摩擦生热、焦耳热、电势能等多种形式能量转化的系统，优先选用能量守恒定律． 2． 应用能量守恒定律的基本思路 1　 守恒：E初＝E末，初、末总能量不变． 2　 转移：EA减＝EB增，A物体减少的能量等于B物体增加的能量． 3　 转化：|ΔE减|＝|ΔE增|，减少的某些能量等于增加的某些能量． 考向一：动能与动能定理 【探究重点】 应用动能定理解题应抓好“一个过程、两个状态、四个关注” 1． 一个过程：明确研究过程，确定这一过程研究对象的受力情况和位置变化或位移信息． 2． 两个状态：明确研究对象的始、末状态的速度或动能情况． 3． 四个关注 ①建立运动模型，判断物体做了哪些运动，． ②分析各个运动过程中物体的受力和运动情况． ③抓住运动模型之间的联系纽带，如速度、加速度、位移