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1、
第19講 重力勢能 彈性勢能 機械能守恒定律
緊扣考綱 考情再現(xiàn)
測試內(nèi)容
測試要求
2018年
2017年
2016年
2015年
2014年
重力勢能 重力勢能的變化與重力做功的關系
A
23
10、26
彈性勢能
A
6
11
28
9
28
機械能守恒定律
C
27
28
10
考點一 重力勢能 重力勢能的變化與重力做功的關系
(1)重力勢能是物體由于受到重力而具有的跟物體和地球的__________________________的能量.表達式為Ep=mgh.物體重力勢能的大小與__________
2、______有關.
(2)重力勢能的變化與重力做功的關系:重力做正功時,重力勢能________,________的重力勢能等于重力做的正功;克服重力做功(重力做負功)時,重力勢能______,________的重力勢能等于克服重力做的功.重力所做的功只跟________________________________有關,跟物體運動的________無關.
例1 (2018鹽城學測模擬)如圖1所示,斜坡式自動扶梯將質(zhì)量為50 kg的小華從地面送到4 m高的二樓,g取10 m/s2,在此過程中小華的( )
圖1
A.重力做功為2 000 J,重力勢能增加了2 000 J
B.重
3、力做功為-2 000 J,重力勢能增加了2 000 J
C.重力做功為2 000 J,重力勢能減小了2 000 J
D.重力做功為-2 000 J,重力勢能減小了2 000 J
考點二 彈性勢能
物體由于________________________________而具有的能量叫做彈性勢能,物體的________________越大,彈性勢能越大.
例2 (2015江蘇學測)如圖2所示,小朋友在玩蹦蹦桿游戲的過程中,關于桿上彈簧,下列說法中不正確的是( )
圖2
A.彈簧恢復到原長時,彈性勢能為零
B.彈簧恢復原長過程中,彈性勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能
C.彈簧形變量最大
4、時,彈性勢能不一定最大
D.彈簧壓縮過程中,其他形式的能轉(zhuǎn)化為彈性勢能
考點三 機械能守恒定律
(1)機械能是________和__________的統(tǒng)稱,即E機械=Ek+Ep.
(2)機械能守恒定律:______________________________的物體系統(tǒng)內(nèi),物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化,而總的機械能________________,這就是機械能守恒定律,表達式為Ek1+Ep1=______________________.
特別提醒 判斷機械能是否守恒的常用方法和常見情形
(1)直接分析某一物理過程中動能與勢能之和是否不變,例如物體沿斜面勻速運動,則物體機械能一定
5、不守恒.
(2)分析受力:如果只受重力(或彈力),則機械能一定守恒,例如不計空氣阻力時做拋體運動的物體.
(3)分析受力做功:如果除重力(或彈力)以外有其他力,但其他力不做功,機械能也守恒,例如在光滑曲面上運動的物體機械能守恒.
(4)系統(tǒng)跟外界沒有發(fā)生機械能的傳遞,系統(tǒng)內(nèi)外也沒有機械能與其他形式的能之間的轉(zhuǎn)化.
例3 (2018宿遷學測模擬)下列過程中,運動物體機械能守恒的是( )
A.物體沿斜面勻速下滑
B.物體沿水平面做勻速直線運動
C.物體在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動
D.物體豎直向下做勻速直線運動
例4 (2018鹽城學測模擬)如圖3所示,質(zhì)量為20 kg的小明
6、坐在秋千板上蕩秋千,已知繩長2.5 m,秋千板的質(zhì)量為5 kg,小明和秋千板運動到最低點時速度為5 m/s.不計空氣阻力和繩的質(zhì)量,小明可視為質(zhì)點,g=10 m/s2.求:
圖3
(1)小明的最大動能;
(2)秋千板上升的最大高度;
(3)運動到最低點時繩對秋千板的拉力.
考點四 機械能守恒定律的綜合應用
(1)機械能守恒時幾種列方程的形式
①選取零勢能面后,確定初、末位置的機械能,列等式Ek1+Ep1=Ek2+Ep2;
②不需要選取零勢能面,找出物體初、末位置動能變化量和勢能變化量,列等式|ΔEk|=|ΔEp|.
(2)應用機械能守恒定律解題的一般步驟
①確
7、定研究系統(tǒng)(通常是物體和地球、彈簧等)和所研究的物理過程;
②進行受力分析判斷機械能是否守恒;
③選取零勢能面,確定物體在初、末位置的動能和勢能(重力勢能和彈性勢能);
④根據(jù)機械能守恒定律列方程求解.
(3)運用機械能守恒定律時,首先判斷是否守恒,分清運動過程,確定初、末狀態(tài)列方程.
例5 (2017屆連云港學測模擬)如圖4所示,在同一豎直平面內(nèi)有兩個上下正對著的相同半圓形光滑軌道,半徑為R,它們之間的距離為x且可調(diào),在最低點B處與最高點A處各放一個壓力傳感器.一質(zhì)量為m的小球在兩軌
道間運動,小球經(jīng)過最低點B時壓力傳感器示數(shù)為20mg(在后面的實驗中總保持該示數(shù)不變),g為重力
8、加速度,不計空氣阻力.
圖4
(1)求小球經(jīng)過最低點B時的速度大??;
(2)當調(diào)節(jié)x=R時,求小球經(jīng)過最高點A處時壓力傳感器的示數(shù);
(3)在保證小球能經(jīng)過最高點A的情況下改變x,兩壓力傳感器示數(shù)差的絕對值ΔF也隨之改變.試通過計算在坐標系中畫出隨變化的圖象.
1.(2018江蘇學測)宋代詩人蘇軾的名句“會挽雕弓如滿月,西北望,射天狼”中蘊含了一些物理知識.關于拉弓過程,下列說法正確的是( )
A.人對弓的作用力大于弓對人的作用力
B.人對弓的作用力小于弓對人的作用力
C.弓的彈性形變越大,彈性勢能就越大
D.弓的彈性形變越大,彈性勢能
9、就越小
2.(2017江蘇學測)如圖5所示,兩個相同的彈簧懸掛在天花板上.彈簧A下端掛一重物M,彈簧B受一豎直拉力F作用,兩彈簧的伸長量相等,未超過彈性限度.則兩彈簧彈性勢能的關系為( )
圖5
A.EpA>EpB B.EpA
10、兵勻速下落的過程中,下列說法正確的是( )
A.傘兵的機械能守恒,重力勢能不變
B.傘兵的機械能守恒,重力勢能減小
C.傘兵的機械能不守恒,重力勢能不變
D.傘兵的機械能不守恒,重力勢能減小
答案精析
考點突破
考點一
(1)相對位置有關 所選零勢能面 (2)減少 減少 增加 增加 初、末位置的高度差 路徑
例1 B [小華上升過程重力做負功WG=-mgh=-2 000 J,重力勢能增加ΔEp=mgh=
2 000 J.]
考點二
發(fā)生彈性形變 彈性形變
例2 C [彈簧
11、形變量越大,彈性勢能越大,C錯誤.彈簧恢復到原長時彈性勢能為零,彈簧恢復原長的過程中,彈性勢能減少,彈性勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,彈簧壓縮的過程中,其他形式的能轉(zhuǎn)化為彈性勢能,A、B、D正確.]
考點三
(1)動能 勢能 (2)在只有重力或彈力做功 保持不變 Ek2+Ep2
例3 B
例4 見解析
解析 (1)運動至最低點時,速度最大,動能最大,
Ekm=mv2=250 J
(2)從最低點到最高點,由機械能守恒定律得
mgh=mv2
h=1.25 m
(3)在最低點,由牛頓第二定律得
F-(m+m′)g=(m+m′)
F=500 N.
考點四
例5 (1) (2)12
12、mg (3)見解析圖
解析 (1)在B點,由牛頓第二定律可知
FB-mg=m,得vB=.
(2)對B→A的過程,由機械能守恒定律可知
mvA2+mg(2R+x)=mvB2,
得vA2=13gR
在A點,由牛頓第二定律可知FA+mg=m,
得FA=12mg.
(3)由第(2)問可知FA=14mg-2mg,
所以ΔF=6mg+2mg
即=6+2.
若小球能通過最高點A,A點的力傳感器的示數(shù)FA≥0,
由FA=14mg-2mg,
可得x≤7R,圖象如圖所示.
真題演練
1.C 2.C 3.A 4.D
6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375