第6章 6 培优课10 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（粤教版）

该高中物理高考复习课件聚焦机械能守恒定律核心考点，精准对接高考评价体系，系统梳理含弹簧系统、非质点类物体（链条、液柱）两大高频题型，通过典例解析明确考点权重，构建“模型识别-能量转化分析-守恒条件应用”的解题框架，复习针对性强。 课件亮点在于“真题情境+素养落地”的实战设计，如结合汕头模拟题剖析弹簧系统中“速度最大点受力平衡”“弹性势能与动能转化”，培养学生能量观念与科学推理能力。针对非质点问题创新“分段重心法”突破链条液柱重力势能计算，助力学生掌握高考易错点，教师可依托此课件实现高效专题复习，提升备考精准度。

培优课10 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 第六章　机械能守恒定律 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 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】　(多选)(2025·汕头模拟)如图所示，轻弹簧上端 固定，下端与一质量为m的小球相连。开始时用手托住小球 使弹簧恰好为原长，此时小球处于A位置。释放小球使其由 静止开始竖直下落，小球经过B点时速度达到最大值，小球 能够到达的最低点为C点，运动过程中弹簧始终处于弹性限 度内。已知AB间距离为h1，BC间距离为h2，重力加速度为g(不计空气阻力)，下列说法正确的是( ) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 A.弹簧的劲度系数为 B.小球在位置B时的动能等于mgh1 C.弹性势能的最大值为mg(h1+h2) D.从A到C过程中小球的机械能一直减小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 小球经过B点时速度达到最大值，可知在B点时受力平衡，则有mg=kh1，所以k=，A项正确；小球下降到B位置时，重力势能减小量为mgh1，且减小的重力势能转化为小球的动能和弹簧的弹性势能，则在位置B时的动能小于mgh1，B项错误；在最高点A时小球的重力势能转化为在最低点C时的弹性势能，可知弹性势能的最大值为mg(h1+h2)，C项正确；从A到C过程中，小球的机械能和弹簧的弹性势能之和保持不变，由于弹簧的弹性势能一直变大，则小球的机械能一直减小，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，则弹力沿杆的分力 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 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 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 12 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。 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 把握高考微点，实现素能提升 完成——微练31 本部分内容讲解结束 $$