2021高三物理人教版一轮学案 第五单元 第3讲 机械能守恒定律及其应用 Word版含解析

第3讲　机械能守恒定律及其应用 考纲考情 核心素养 ?重力做功与重力势能Ⅱ ?机械能守恒定律及其应用Ⅱ ?重力势能和弹性势能的概念． ?重力做功的特点、机械能守恒的条件. 物理观念 全国卷5年3考 高考指数★★★★ ?重力势能、弹性势能的计算和机械能守恒的判断． ?机械能守恒定律的三种表达形式及其应用. 科学思维 　　　　　　　　　　　　　　　　 知识点一 　重力做功与重力势能 1．重力做功的特点 (1)重力做功与路径无关，只与始、末位置的高度差有关． (2)重力做功不引起物体机械能的变化． 2．重力势能 (1)表达式：Ep＝mgh. (2)重力势能的特点 ①系统性：重力势能是物体和地球所共有的． ②相对性：重力势能的大小与参考平面的选取有关，但重力势能的变化与参考平面的选取无关． 3．重力做功与重力势能变化的关系 (1)定性关系：重力对物体做正功，重力势能就减小；重力对物体做负功，重力势能就增大． (2)定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势能的减小量，即WG＝－(Ep2－Ep1)＝－ΔEp. 知识点二　　弹性势能 1．定义：物体由于发生弹性形变而具有的能． 2．弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增大，即W＝－ΔEp. 知识点三　　机械能守恒定律及应用 1．机械能：动能和势能称为机械能，其中势能包括弹性势能和重力势能． 2．机械能守恒定律 (1)内容：在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变． (2)表达式：mgh1＋mv＝mgh2＋mv. 3．守恒条件：只有重力或弹簧的弹力做功. 直观展示 1．思考判断 (1)重力势能的变化与零势能参考面的选取无关．(　√　) (2)被举到高处的物体重力势能一定不为零．(　×　) (3)物体克服重力做功，物体的重力势能一定减少．(　×　) (4)物体只要发生形变，就一定具有弹性势能．(　×　) (5)弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关．(　×　) (6)弹簧弹力做负功，弹性势能一定增加．(　√　) 2．将质量为100 kg的物体从地面提升到10 m高处，在这个过程中，下列说法正确的是(取g＝10 m/s2)(　C　) A．重力做正功，重力势能增加1.0×104 J B．重力做正功，重力势能减少1.0×104 J C．重力做负功，重力势能增加1.0×104 J D．重力做负功，重力势能减少1.0×104 J 解析：WG＝－mgh＝－1.0×104 J，ΔEp＝－WG＝1.0×104 J，选项C正确． 3．如图所示，质量为m的物体沿斜上方以速度v0抛出后，能达到的最大高度为h0，当它将要落到离地面高度为h的平台上时(不计空气阻力，取地面为参考平面)，下列判断正确的是(　D　) A．它的机械能大于mv B．它的机械能为mgh0 C．它的动能为mg(h0－h) D．它的动能为mv－mgh 4.在大型游乐场里，小明乘坐如图所示匀速转动的摩天轮，正在向最高点运动．对此过程，下列说法正确的是(　B　) A．小明的重力势能保持不变 B．小明的动能保持不变 C．小明的机械能守恒 D．小明的机械能减少 解析：摩天轮在转动的过程中，小明的高度不断发生变化，小明的重力势能也在发生变化，故A错误；由于摩天轮匀速转动，所以小明的动能保持不变，故B正确；小明所具有的机械能等于他的动能与重力势能之和，由于其动能不变，而重力势能随着其高度的变化而变化，所以小明的机械能也在不断变化，当其上升时，机械能增加，故C、D错误． 5.如图所示，斜面体置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是(　D　) A．物体的重力势能减少，动能不变 B．斜面体的机械能不变 C．斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功 D．物体和斜面体组成的系统机械能守恒 解析：物体由静止开始下滑的过程其重力势能减少，动能增加，A错误；物体在下滑过程 ... ...