《江蘇省2019版高中物理學(xué)業(yè)水平測(cè)試復(fù)習(xí) 第七章 機(jī)械能守恒定律 第19講 重力勢(shì)能 彈性勢(shì)能 機(jī)械能守恒定律學(xué)案 必修2》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《江蘇省2019版高中物理學(xué)業(yè)水平測(cè)試復(fù)習(xí) 第七章 機(jī)械能守恒定律 第19講 重力勢(shì)能 彈性勢(shì)能 機(jī)械能守恒定律學(xué)案 必修2(7頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
第19講 重力勢(shì)能 彈性勢(shì)能 機(jī)械能守恒定律
緊扣考綱 考情再現(xiàn)
測(cè)試內(nèi)容
測(cè)試要求
2018年
2017年
2016年
2015年
2014年
重力勢(shì)能 重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系
A
23
10、26
彈性勢(shì)能
A
6
11
28
9
28
機(jī)械能守恒定律
C
27
28
10
考點(diǎn)一 重力勢(shì)能 重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系
(1)重力勢(shì)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(dá)式為Ep=mgh.物體重力勢(shì)能的大小與__________
2、______有關(guān).
(2)重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系:重力做正功時(shí),重力勢(shì)能________,________的重力勢(shì)能等于重力做的正功;克服重力做功(重力做負(fù)功)時(shí),重力勢(shì)能______,________的重力勢(shì)能等于克服重力做的功.重力所做的功只跟________________________________有關(guān),跟物體運(yùn)動(dòng)的________無(wú)關(guān).
例1 (2018·鹽城學(xué)測(cè)模擬)如圖1所示,斜坡式自動(dòng)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(guò)程中小華的( )
圖1
A.重力做功為2 000 J,重力勢(shì)能增加了2 000 J
B.
3、重力做功為-2 000 J,重力勢(shì)能增加了2 000 J
C.重力做功為2 000 J,重力勢(shì)能減小了2 000 J
D.重力做功為-2 000 J,重力勢(shì)能減小了2 000 J
考點(diǎn)二 彈性勢(shì)能
物體由于________________________________而具有的能量叫做彈性勢(shì)能,物體的________________越大,彈性勢(shì)能越大.
例2 (2015·江蘇學(xué)測(cè))如圖2所示,小朋友在玩蹦蹦桿游戲的過(guò)程中,關(guān)于桿上彈簧,下列說(shuō)法中不正確的是( )
圖2
A.彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí),彈性勢(shì)能為零
B.彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)過(guò)程中,彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能
C.彈簧形變量
4、最大時(shí),彈性勢(shì)能不一定最大
D.彈簧壓縮過(guò)程中,其他形式的能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能
考點(diǎn)三 機(jī)械能守恒定律
(1)機(jī)械能是________和__________的統(tǒng)稱,即E機(jī)械=Ek+Ep.
(2)機(jī)械能守恒定律:______________________________的物體系統(tǒng)內(nèi),物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能________________,這就是機(jī)械能守恒定律,表達(dá)式為Ek1+Ep1=______________________.
特別提醒 判斷機(jī)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(guò)程中動(dòng)能與勢(shì)能之和是否不變,例如物體沿斜面勻速運(yùn)動(dòng),則物體機(jī)械能
5、一定不守恒.
(2)分析受力:如果只受重力(或彈力),則機(jī)械能一定守恒,例如不計(jì)空氣阻力時(shí)做拋體運(yùn)動(dòng)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(jī)械能也守恒,例如在光滑曲面上運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能守恒.
(4)系統(tǒng)跟外界沒(méi)有發(fā)生機(jī)械能的傳遞,系統(tǒng)內(nèi)外也沒(méi)有機(jī)械能與其他形式的能之間的轉(zhuǎn)化.
例3 (2018·宿遷學(xué)測(cè)模擬)下列過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)物體機(jī)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(yùn)動(dòng)
C.物體在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
D.物體豎直向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)
例4 (2018·鹽城學(xué)測(cè)模擬)如圖3所示,質(zhì)量為20 k
6、g的小明坐在秋千板上蕩秋千,已知繩長(zhǎng)2.5 m,秋千板的質(zhì)量為5 kg,小明和秋千板運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速度為5 m/s.不計(jì)空氣阻力和繩的質(zhì)量,小明可視為質(zhì)點(diǎn),g=10 m/s2.求:
圖3
(1)小明的最大動(dòng)能;
(2)秋千板上升的最大高度;
(3)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)繩對(duì)秋千板的拉力.
考點(diǎn)四 機(jī)械能守恒定律的綜合應(yīng)用
(1)機(jī)械能守恒時(shí)幾種列方程的形式
①選取零勢(shì)能面后,確定初、末位置的機(jī)械能,列等式Ek1+Ep1=Ek2+Ep2;
②不需要選取零勢(shì)能面,找出物體初、末位置動(dòng)能變化量和勢(shì)能變化量,列等式|ΔEk|=|ΔEp|.
(2)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟
7、
①確定研究系統(tǒng)(通常是物體和地球、彈簧等)和所研究的物理過(guò)程;
②進(jìn)行受力分析判斷機(jī)械能是否守恒;
③選取零勢(shì)能面,確定物體在初、末位置的動(dòng)能和勢(shì)能(重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能);
④根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程求解.
(3)運(yùn)用機(jī)械能守恒定律時(shí),首先判斷是否守恒,分清運(yùn)動(dòng)過(guò)程,確定初、末狀態(tài)列方程.
例5 (2017屆連云港學(xué)測(cè)模擬)如圖4所示,在同一豎直平面內(nèi)有兩個(gè)上下正對(duì)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(diǎn)B處與最高點(diǎn)A處各放一個(gè)壓力傳感器.一質(zhì)量為m的小球在兩軌
道間運(yùn)動(dòng),小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)B時(shí)壓力傳感器示數(shù)為20mg(在后面的實(shí)驗(yàn)中總保持該示數(shù)不變),
8、g為重力加速度,不計(jì)空氣阻力.
圖4
(1)求小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)B時(shí)的速度大??;
(2)當(dāng)調(diào)節(jié)x=R時(shí),求小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)A處時(shí)壓力傳感器的示數(shù);
(3)在保證小球能經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)A的情況下改變x,兩壓力傳感器示數(shù)差的絕對(duì)值ΔF也隨之改變.試通過(guò)計(jì)算在坐標(biāo)系中畫出隨變化的圖象.
1.(2018·江蘇學(xué)測(cè))宋代詩(shī)人蘇軾的名句“會(huì)挽雕弓如滿月,西北望,射天狼”中蘊(yùn)含了一些物理知識(shí).關(guān)于拉弓過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是( )
A.人對(duì)弓的作用力大于弓對(duì)人的作用力
B.人對(duì)弓的作用力小于弓對(duì)人的作用力
C.弓的彈性形變?cè)酱螅瑥椥詣?shì)能就越大
D.弓的彈性形變?cè)酱?/p>
9、,彈性勢(shì)能就越小
2.(2017·江蘇學(xué)測(cè))如圖5所示,兩個(gè)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(zhǎng)量相等,未超過(guò)彈性限度.則兩彈簧彈性勢(shì)能的關(guān)系為( )
圖5
A.EpA>EpB B.EpA
10、施定點(diǎn)降落,在傘兵勻速下落的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( )
A.傘兵的機(jī)械能守恒,重力勢(shì)能不變
B.傘兵的機(jī)械能守恒,重力勢(shì)能減小
C.傘兵的機(jī)械能不守恒,重力勢(shì)能不變
D.傘兵的機(jī)械能不守恒,重力勢(shì)能減小
答案精析
考點(diǎn)突破
考點(diǎn)一
(1)相對(duì)位置有關(guān) 所選零勢(shì)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(guò)程重力做負(fù)功WG=-mgh=-2 000 J,重力勢(shì)能增加ΔEp=mgh=
2 000 J.]
考點(diǎn)二
發(fā)生彈性形變 彈性形變
11、例2 C [彈簧形變量越大,彈性勢(shì)能越大,C錯(cuò)誤.彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí)彈性勢(shì)能為零,彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程中,彈性勢(shì)能減少,彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,彈簧壓縮的過(guò)程中,其他形式的能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能,A、B、D正確.]
考點(diǎn)三
(1)動(dòng)能 勢(shì)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(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí),速度最大,動(dòng)能最大,
Ekm=mv2=250 J
(2)從最低點(diǎn)到最高點(diǎn),由機(jī)械能守恒定律得
mgh=mv2
h=1.25 m
(3)在最低點(diǎn),由牛頓第二定律得
F-(m+m′)g=(m+m′)
F=500 N.
考點(diǎn)四
例5 (1) (2)12mg (3)見解析圖
解析 (1)在B點(diǎn),由牛頓第二定律可知
FB-mg=m,得vB=.
(2)對(duì)B→A的過(guò)程,由機(jī)械能守恒定律可知
mvA2+mg(2R+x)=mvB2,
得vA2=13gR
在A點(diǎn),由牛頓第二定律可知FA+mg=m,
得FA=12mg.
(3)由第(2)問(wèn)可知FA=14mg-2mg,
所以ΔF=6mg+2mg
即=6+2.
若小球能通過(guò)最高點(diǎn)A,A點(diǎn)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
7