专题07 机械能及其守恒-冲刺2019高考物理二轮复习核心考点特色突破

机械能守恒定律及应用 知识点及规律总结 1．机械能守恒的判定 (1)若物体只有重力和弹簧弹力做功，则物体和弹簧组成的系统机械能守恒． (2)若系统只有动能和势能的相互转化，没有机械能与其他形式的能的相互转化，如摩擦热等，则系统机械能守恒． 2．机械能守恒的形式 规律方法 一物体或多物体参与多个运动过程的求解方法 (1)若一个物体或多个物体参与了多个运动过程，有的过程只涉及运动和力的问题或只要求分析物体的动力学特点，则要用动力学方法求解． (2)若某过程涉及做功和能量转化问题，则要考虑应用动能定理、机械能守恒定律或功能关系求解． 典例分析 【典例1】　 一质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B.支架的两直角边长度分别为2l和l，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图6－2－1所示．开始时OA边处于水平位置，由静止释放，则(　　) A．A球的最大速度为2 B．A球速度最大时，B球的重力势能最小 C．A球速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为45° D．A、B两球最大速度之比vA∶vB＝1∶2 【例2】　如图所示，A、B、C三个可视为质点的物体通过轻绳连接，A、B间轻绳长为L.C静置于水平地面上，用手托住A，两段轻绳都伸直，A距水平地面高也为L，然后将A从静止开始释放．已知物体A、B的质量均为m，物体C的质量为m，重力加速度为g，定滑轮光滑且质量不计，不计空气阻力，物体A着地后不反弹．求： (1)刚释放A时，A、B间绳的弹力大小FT； (2)运动过程中，物体C距离地面的最大高度H. 规律总结[来源:Zxxk.Com] 应用机械能守恒定律解题时的三点注意 (1)要注意研究对象的选取 研究对象的选取是解题的首要环节，有的问题选单个物体(实为一个物体与地球组成的系统)为研究对象机械能不守恒，但选此物体与其他几个物体组成的系统为研究对象，机械能却是守恒的．如图所示，单独选物体A机械能减少，但由物体A、B二者组成的系统机械能守恒． (2)要注意研究过程的选取 有些问题研究对象的运动过程分几个阶段，有的阶段机械能守恒，而有的阶段机械能不守恒．因此，在应用机械能守恒定律解题时要注意过程的选取． (3)要注意机械能守恒表达式的选取 守恒观点的表达式适用于单个或多个物体机械能守恒的问题，解题时必须选取参考平面．而后两种表达式都是从“转化”和“转移”的角度来反映机械能守恒的，不必选取参考平面． 能量守恒观点的综合应用 1．应用能量守恒定律的两条基本思路 (1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等，即ΔE减＝ΔE增． (2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等，即ΔEA减＝ΔEB增． 2．涉及摩擦力做功的问题 当涉及摩擦力做功时，机械能不守恒，一般应用能量的转化和守恒定律，特别注意摩擦产生的内能Q＝Ffx相对，x相对为相对滑动的两物体间相对滑动路径的总长度． 规律方法 用能量守恒分析问题的基本方法 (1)分清有多少种形式的能(如动能、势能、内能、电能等)在变化． (2)分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式． (3)列恒等式：ΔE减＝ΔE增． 典例精讲 【例1】　如图6－3－1所示，一物块通过一橡皮筋与粗糙斜面顶端垂直于固定斜面的固定杆相连而静止在斜面上，橡皮筋与斜面平行且恰为原长．现给物块一沿斜面向下的初速度v0，则物块从开始滑动到滑到最低点的过程中(设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，橡皮筋的形变在弹性限度内)，下列说法正确的是(　　) A．物块的动能一直增加[来源:学科网] B．物块运动的加速度一直增大 C．物块的机械能一直减少 D．物块减少的机械能等于橡皮筋增加的弹性势能 【例2】　质量为M的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点．一质量为m的滑块在小车上从A点由静止开始沿轨道滑下，重力加速度为g. (1)若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力；[来源:Z.xx.k.Com] (2)若不固定小车，滑块仍从A点由静止下滑，然后滑入BC轨道，最后从C点滑出小车．已知滑块质量m＝，在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，求： ①滑块运动过程中，小车的最大速度大小vm； ②滑块从B运动到C的过程中，小车的位移大小s. 提升训练 1．如图1所示，固定的光滑水平横杆上套有小环P，固定的光滑竖直杆上套有小环Q。P、Q质量均为m，且可看做质点。P、Q用一根不可伸长的轻细绳相连，开始时细绳水平伸直，P、Q均静止。现在由静止释放Q，当细绳与竖直方向的夹角为60°时(如图2所示)，小环P沿着水平杆向右的速度为v。则 A