第3讲　机械能守恒定律及其应用 课件 -2027届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习课件聚焦“机械能守恒定律及其应用”核心考点，依据课程标准要求，系统梳理重力做功与势能变化、机械能守恒条件及单物体、多物体系统应用等内容，通过考点权重分析明确守恒条件判断、多物体速度关联等高频考查方向，归纳抛体运动、弹簧系统等常考题型，体现高考备考的针对性。 课件亮点在于“概念深化+模型突破+真题解析”的复习策略，如通过例3单物体曲面滑行问题强化能量观念，结合例7含弹簧系统运动培养科学推理与模型建构素养。提供机械能守恒判断三步法、多物体速度分解技巧，帮助学生掌握解题规律，教师可据此实施精准教学，助力学生高效备战高考。

高考总复习 物理 人教版 第3讲　机械能守恒定律及其应用 索引 考点1 考点2 课时跟踪练 考点3 返回导航 第六章　机械能守恒定律 课程标准　1.知道机械能守恒的条件,理解机械能守恒定律的内容。2.会用机械能守恒定律解决单个物体或系统的机械能守恒问题。 返回导航 第六章　机械能守恒定律 01 考点1　机械能守恒的理解与判断 返回导航 第六章　机械能守恒定律 1.重力做功与重力势能 (1)重力做功的特点:重力做功与_____无关,只与始末位置的________有关,重力做功不引起物体______ 的变化。 (2)重力势能 ①表达式:Ep=______。 ②重力势能的特点:重力势能是物体和_____所共有的,重力势能的大小与参考平面的选取_____,但重力势能的变化量与参考平面的选取_______。 路径 高度差 机械能 mgh 地球 有关 无关 返回导航 第六章　机械能守恒定律 (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______,重力对物体做负功,重力势能_____,即WG=________=______。 2.弹性势能 (1)定义:发生__________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______;弹力做负功,弹性势能______。即W=______。 减小 增大 Ep1-Ep2 -ΔEp 弹性形变 减小 增加 -ΔEp 返回导航 第六章　机械能守恒定律 3.机械能 重力势能、弹性势能与_____是机械运动中的能量形式,统称为机械能。 4.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,_____与_____可以互相转化,而总的机械能__________。 (2)表达式:mgh1+m=______________或__________=Ek2+Ep2。 (3)守恒条件:只有______或____________做功。 动能 动能 势能 保持不变 mgh2+m Ek1+Ep1 重力 系统内弹力 返回导航 第六章　机械能守恒定律 1.对机械能守恒条件的理解 (1)只受重力作用,例如做抛体运动的物体机械能守恒。 (2)除重力和系统内弹力做功外,物体还受其他力,但其他力不做功或做功代数和为零。 (3)除重力外,只有系统内的弹力做功,并且弹力做的功等于弹性势能变化量的负值,那么系统的机械能守恒,注意并非物体的机械能守恒,如与弹簧相连的小球下摆的过程中,小球的机械能减少。 返回导航 第六章　机械能守恒定律 2.机械能是否守恒的三种判断方法 (1)利用机械能的定义判断:若物体动能、势能之和不变,则机械能守恒。 (2)利用做功判断:若物体或系统只有重力(或系统内弹簧的弹力)做功,虽受其他力,但其他力不做功(或做功代数和为零),则机械能守恒。 (3)利用能量转化判断:若物体或系统与外界没有能量交换,物体或系统内也没有机械能与其他形式能的转化,则机械能守恒。 返回导航 第六章　机械能守恒定律 1.重力势能的变化与零势能参考面的选取有关。( ) 2.做加速运动的物体,其机械能可能在减小。( ) 3.物体所受合力为零,机械能一定守恒。( ) 4.系统重力势能和动能的总和保持不变,机械能一定守恒。( ) 5.物体克服重力做功,物体的重力势能一定增加,机械能可能减少。( ) √ × × √ × 返回导航 第六章　机械能守恒定律 (人教版必修第二册P94T5改编)把小球放在竖立的弹簧上,并把小球往下按至位置A,如图甲所示。迅速松手后,小球升高至最高位置C(图丙),途中经过位置B时弹簧正好处于原长(图乙)。忽略弹簧的质量和空气阻力。则小球从位置A运动到位置C的过程中,下列说法正确的是(　　) A.经过位置B时小球的加速度为零 B.经过位置B时小球的速度最大 C.小球、地球和弹簧所组成系统的机械能守恒 D.小球、地球和弹簧所组成系统的机械能先增大后减小 返回导航 第六章　机械能守恒定律 (多选)(2026·宁夏吴忠期末)如图所示,下列说法正确的是(所有情况均不计摩擦、空气阻力以及滑轮质量)(　　) 返回导航 第六章　机械能守恒定律 A.甲图中,火箭升空的过程中,若匀速升空,机械能守恒,若加速升空,机械能不守恒 B.乙图中,物块在外力F的作用下匀速上滑,物块的机械能一定增加 C.丙图中,物块A以一定的初速度将弹簧压缩的过程中,物块A与弹簧组成的系统机械能守恒 D.丁图中,物块A加速下落,物块B加速上升的过程中,物块B的机械能守恒 返回导航 第六章　机械能守恒定律 [解析]　题图甲中,火箭升空的过程中,若匀速升空,机械能增加,若加速升空,机械能增加,A错误;题图乙中,物块在外力F的作用下匀速上滑,动能不变,重力势能增加,则物块的机械能一定增加,B正确;题图丙中,物块A以一定的初速度将弹簧压缩的过程中,物块A与弹簧组成的系统机械能守恒,因为物块A与弹簧组成的系统只有动能、重力势能、弹性势能三者之间相互转化,所以系统机械能守恒,C正确;题图丁中,物块A加速下落,物块B加速上升的过程中,物块B的机械能增加,D错误。 返回导航 第六章　机械能守恒定律 (多选)如图所示,将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上,槽的左侧有一固定的竖直墙壁(不与槽粘连)。现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落,从A点与半圆形槽相切进入槽内,则下列说法正确的是(　　) 返回导航 第六章　机械能守恒定律 A.小球在半圆形槽内运动的全过程中,只有重力对它做功 B.小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,小球的机械能守恒 C.小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中,小球与半圆形槽组成的系统机械能守恒 D.小球从下落到从右侧离开半圆形槽的过程中,小球的机械能守恒 返回导航 第六章　机械能守恒定律 [解析]　小球从半圆形槽的最低点运动到半圆形槽右侧的过程中,小球对半圆形槽的力使半圆形槽向右运动,半圆形槽对小球的支持力对小球做负功,小球的机械能不守恒,A、D错误;小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,半圆形槽静止,则只有重力做功,小球的机械能守恒,B正确;小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中,小球与半圆形槽组成的系统只有重力和系统内弹力做功,机械能守恒,C正确。 返回导航 第六章　机械能守恒定律 02 考点2　单物体的机械能守恒问题 返回导航 第六章　机械能守恒定律 1.机械能守恒定律的表达式 说明:单个物体应用机械能守恒定律时只能选用守恒观点或转化观点进行列式。 返回导航 第六章　机械能守恒定律 2.应用机械能守恒定律解题的一般步骤 返回导航 第六章　机械能守恒定律 3.三点提醒 (1)物体在运动过程中只有重力做功,机械能守恒。 (2)单个物体在竖直光滑圆轨道上做圆周运动时,因只有重力做功,机械能守恒。 (3)单个物体做平抛运动、斜抛运动时,因只有重力做功,也常用机械能守恒定律列式求解。 返回导航 第六章　机械能守恒定律 (2026·北京丰台期末)如图所示,质量为m的小球沿光滑曲面滑下,当它到达高度为h1的位置A时速度大小为v1,当它继续滑到高度为h2的位置B时速度大小为v2。重力加速度为g,下列说法正确的是(　　) 返回导航 第六章　机械能守恒定律 A.若选A点所在的水平面为参考平面,小球滑至B点时的机械能为m B.若选A点所在的水平面为参考平面,小球滑至底部时的机械能为-mgh1 C.若选B点所在的水平面为参考平面,小球滑至底部时的重力势能为mgh2 D.小球从A点下滑至底部的过程中,重力势能先减小后增大 返回导航 第六章　机械能守恒定律 [解析]　若选A点所在的水平面为参考平面,小球的机械能为E1=Ek+Ep= m+0=m,小球滑至B点时的机械能为EB=E1=m,小球滑至底部时的机械能为E底=E1=m,A正确,B错误;根据Ep=mgh,若选B点所在的水平面为参考平面,小球滑至底部时的重力势能为-mgh2,C错误;小球从A点下滑至底部的过程中,重力做正功,重力势能减小,D错误。 返回导航 第六章　机械能守恒定律 (2026·天津滨海新期末)如图所示,以相同大小的初速度v0,将小球从同一水平面分别竖直上抛、沿光滑斜面(足够长)上滑、斜上抛,三种情况下,小球达到的最大高度分别为h1、h2和h3,不计空气阻力,则正确的是(　　)   A.h1=h2>h3　　　　　　 B.h1=h2<h3 C.h1=h3>h2 D.h1=h3<h2 返回导航 第六章　机械能守恒定律 [解析]　由于斜上抛运动到达最高点时的速度不为零,而竖直上抛、沿光滑斜面上滑时,到达最高点的速度都为零,根据机械能守恒定律,对于竖直上抛、沿光滑斜面上滑时,有mgh=m,可得h1=h2=,对于斜抛运动则有mgh3=m-Ek,其中Ek为斜抛运动在最高点时的动能,且Ek≠0,显然h1=h2>h3。故选A。 返回导航 第六章　机械能守恒定律 03 考点3　多物体机械能守恒问题 返回导航 第六章　机械能守恒定律 1.解决多物体系统机械能守恒的注意点 (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。一般情况下，不计空气阻力和一切摩擦,系统的机械能守恒。 (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。 返回导航 第六章　机械能守恒定律 2.几种实际情景的分析 (1)速率相等情景 注意分析各个物体在竖直方向上的高度变化。 返回导航 第六章　机械能守恒定律 (2)角速度相等情景 ①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。 ②由v=ωr可知,v与r成正比。 返回导航 第六章　机械能守恒定律 (3)某一方向分速度相等的情景(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。 返回导航 第六章　机械能守恒定律 (4)含弹簧的系统机械能守恒问题 ①由于弹簧发生形变时会具有弹性势能,系统的总动能将发生变化,若系统除重力、系统内弹力以外的其他力不做功,系统机械能守恒。 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,弹簧的伸长量和压缩量相等时,弹簧的弹性势能相等。 返回导航 第六章　机械能守恒定律 轻绳连接的物体系统机械能守恒  (多选)(2026·山东聊城期末)如图所示,可视为质点的小物块P、Q用跨过O处理想定滑轮的轻绳连接,P置于倾角为α=37°的光滑固定斜面上,Q穿在固定的竖直光滑杆上。初始时锁定P使轻绳的PO段与斜面平行,OQ段与杆的夹角为β=37°,杆上有一点N,ON的长度L=0.9 m且与杆垂直。P释放后沿斜面下滑,当β=60°时,P、Q的速 度同时达到最大值。已知小物块P的质量M=10 kg, 重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6。下列说法正 确的是(　　) 返回导航 第六章　机械能守恒定律 A.Q的质量m=3 kg B.Q的质量m=3 kg C.Q运动到N点时的速度为0 D.Q运动到N点时的速度为4 m/s 返回导航 第六章　机械能守恒定律 [解析]　当β=60°时,P、Q的速度同时达到最大值,此时P、Q的加速度均为0,以P为研究对象,根据平衡条件可得T=Mgsin α,以Q为研究对象,根据平衡条件可得Tcos 60°=mg,联立解得Q的质量为m=3 kg,故A正确,B错误;Q运动到N点时,此时P处于最低点,P的速度为0,根据系统机械能守恒定律可得Mg(-L)sin α-mg=m,代入数据解得vQ=0,故C正确,D错误。 返回导航 第六章　机械能守恒定律 轻杆连接的物体系统机械能守恒 (多选)(2026·陕西西安期末)抛石机是一种攻守城垒的武器。为了方便研究,将其简化为图示的物理模型,轻杆左端装上质量为m的石头A,右端固定有重物B,轻杆可绕O处水平转轴自由转动。初始时刻轻杆与水平地面的夹角为30°,A、B到O的距离分别为6L、L。 系统无初速度释放,当轻杆运动到竖直时,轻杆对A 的支持力大小为mg,A、B均可视为质点,不计转轴 摩擦及空气阻力,重力加速度大小为g。求: 返回导航 第六章　机械能守恒定律 (1)当轻杆运动到竖直时,石头A的速度大小vA; (2)重物B的质量M。 [答案]　(1)　(2)m 返回导航 第六章　机械能守恒定律 [解析]　(1)当轻杆运动到竖直时,对A根据牛顿第二定律可得 mg-FNA= 已知FNA=mg 解得vA=。 (2)根据机械能守恒定律得 Mg(L+Lsin 30°)-mg(6L+6Lsin 30°)=m+M 根据角速度公式有ω== 解得M=m。 返回导航 第六章　机械能守恒定律 含弹簧的系统机械能守恒 (多选)(2026·重庆模拟)如图所示,轻弹簧一端固定于O点,另一端与质量为m的滑块连接,在外力作用下使滑块静止在固定光滑斜面上的A点,此时弹簧恰好水平。将滑块从A点由静止释放,沿斜面经B点运动到位于O点正下方的C点时,滑块的速度大小为v,且弹簧恰处于原长。已知弹簧原长为L,斜面倾角θ=37°,OB⊥AC,弹簧始终在弹性限 度内,重力加速度为g,不计空气阻力。sin 37°=0.6, cos 37°=0.8。从A点运动到C点的过程中(　　) 返回导航 第六章　机械能守恒定律 A.滑块的加速度先减小后增大 B.滑块在B点的速度最大 C.滑块在A 点时弹簧的弹性势能为mv2-mgL D.滑块在A点时弹簧的弹性势能大于在B点时弹簧的弹性势能 返回导航 第六章　机械能守恒定律 [解析]　根据牛顿第二定律,可知滑块的加速度先减小后增大再减小,故A错误;滑块在C点的势能最小,由机械能守恒,滑块在C点的动能最大,则滑块在C点的速度最大,故B错误;由机械能守恒定律得mv2=mgL+Ep,解得Ep=mv2-mgL,故C正确;滑块在A点时弹簧的形变量ΔxA=L(-1)=L,滑块在B点时弹簧的形变量ΔxB=L(1-cos θ)=L,则ΔxA>ΔxB,所以滑块在A点时弹簧的弹性势能大于在B点时弹簧的弹性势能,故D正确。 返回导航 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