第6章 专题提升十 含弹簧系统的机械能守恒问题 非质点类物体的机械能守恒问题(课件PPT) -【赢在微点·顶层设计】2027年高中物理高考一轮总复习

专题提升十 第六章 机械能守恒定律 含弹簧系统的机械能守恒问题　非质点类物体的机械能守恒问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 题型1　含弹簧系统的机械能守恒问题 题型2　非质点类物体的机械能守恒问题 内容 索引 温馨提示:点击标题链接相关内容 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 含弹簧系统的机械能守恒问题 赢在微点 物理 大一轮 题型1 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 4 1.弹簧发生形变时具有弹性势能，与弹簧相连的物体的动能也随之发生变化。若系统只有重力和弹簧弹力做功时，系统内的弹性势能、重力势能和动能发生相互转化，无其他能量产生，系统的机械能守恒。 2.与弹簧相连的两个物体组成的系统满足机械能守恒条件时，弹簧拉伸到最长或压缩到最短时，两物体的速度相等，弹簧的弹性势能也达到最大。 3.对同一根弹簧，弹簧的伸长量和压缩量相等时，弹簧的弹性势能相等。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 【典例1】　如图所示，一轻质弹簧置于固定光滑斜面上，下端与固定在斜面底端的挡板连接，弹簧原长时上端位于A点，一物块从斜面上A点上方某位置释放，物块将弹簧压缩至最低点B后返回，弹簧形变始终在弹性限度内，则物块由A运动至B过程中( ) A.物块的机械能守恒 B.物块一直做减速运动 C.弹簧弹性势能最大值等于物块动能的最大值 D.弹簧弹性势能增加量等于物块机械能的减少量 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 物块由A运动至B过程中，弹簧的弹力对物块做负功，则物块的机械能不守恒，A项错误；开始时mgsin θ>F弹，则物块向下加速，当mgsin θ=F弹时加速度为零，速度最大；当mgsin θ<F弹时，物块做减速运动，B项错误；在平衡位置的动能最大，在该位置的动能最大值与重力势能以及弹性势能之和等于最低点的弹簧弹性势能最大值，可知弹簧弹性势能最大值大于物块动能的最大值，C项错误；因物块和弹簧系统的机械能守恒，则弹簧弹性势能增加量等于物块机械能的减少量，D项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 【典例2】　如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为 L，劲度系数为k，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，重力加速度为g，则在圆环下滑到最大距离的过程中( ) A.弹簧弹性势能变化了mgL B.在速度最大的位置，弹簧弹力等于圆环重力 C.圆环下滑到最大距离时，有kL>mg D.圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 题图中弹簧水平时恰好处于原长状态，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L，可得物体下降的高度为h=L，根据系统的机械能守恒得弹簧的弹性势能增大量为ΔEp=mgh=mgL，A项错 误；圆环所受合力为零时，速度最大，弹簧竖直分力等于圆环重力，B项错误；速度最大后，圆环继续向下运动，则弹簧的弹力增大，圆环下滑到最大距离时，所受合力竖直向上，则弹力沿杆 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 的分力F弹'=F弹cos 30°=kL,即kL>mg，C项正确；根据圆环与弹簧组成的系统机械能守恒，知圆环的动能先增大后减小，则圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增大，D项错误。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 非质点类物体的机械能守恒问题 赢在微点 物理 大一轮 题型2 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 11 1.在应用机械能守恒定律处理实际问题时，经常遇到像“链条”“液柱”类的物体，其在运动过程中将发生形变，其重心位置相对物体也发生变化，因此这类物体不能再视为质点来处理。 2.物体虽然不能视为质点来处理，但因只有重力做功，物体整体机械能守恒。一般情况下，可将物体分段处理，确定质量分布均匀的规则物体各部分的重心位置，根据初、末状态物体重力势能的变化列式求解。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向1 “链条”类问题 【典例3】　如图所示，长为L的均匀链条放在光滑水平桌面上，且使其长度的垂在桌外，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚离开桌边时的速度大小为(重力加速度为g)( ) A. B. C. D.4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 取桌面为零势能面，设链条的总质量为m，开始时链条的机械能E1=-mg×L，当链条刚脱离桌面时的机械能E2=mv2-mg×L，由机械能守恒定律可得E1=E2，即-mg×=mv2-，解得v=，C项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向2 “液柱”类问题 【典例4】　(多选)内径横截面积为S的U形圆筒竖直放在水平面上，筒内装水，底部阀门K关闭时两侧水面高度分别为h1和h2，如图所示。已知水的密度为ρ，不计水与筒壁的摩擦阻力。现把连接两筒的阀门K打开，当两筒水面高度相等时，则该过程中(重力加速度为g) ( ) A.水柱的重力做正功 B.大气压力对水柱做负功 C.水柱的机械能守恒 D.当两筒水面高度相等时，水柱的动能是ρgS(h1-h2)2 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 把连接两筒的阀门打开到两筒水面高度相等的过程中大气压力对左筒水面做正功，对右筒水面做负功，抵消为零，B项错误；水柱的机械能 解析 守恒，重力做功等于重力势能的减少量，等于水柱增加的动能，等效于把左管高的水柱移至右管，如图中的阴影部分所示，重心下降，此时水柱的动能Ek=WG=ρgS·=ρgS(h1-h2)2，A、C、D三项正确。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 把握高考微点，实现素能提升 完成——专题提升练10 本部分内容讲解结束 $$