专题06机械能守恒定律能量守恒定律（讲义）（解析版）.docx

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1、第06讲机械能守恒定律能量守恒定律目录考点一机械能及守恒的判断4真题研析规律探寻4核，NK炼凸三究41 .机械能42 .机械能是否守恒的三种判断方法5一题型特训.命题预吹5考向一机械能转化及守恒的判断5考点二机械能守恒定律的应用8真题研析规律探寻8l核，l炼考向探究H1 .机械能与图象结合的问题112 .应用机械能守恒定律解题的一般步骤113 .系统机械能守恒的三种表示方式124 .多物体系统的机械能守恒问题12题型特训.命题预测13考向一机械能的图像类问题13考向二单个物体的机械能守恒13考向三多个物体（系统）的机械能守恒15考点三能量守恒定律及其应用16真题研析规律探寻S核，Iya爆二多向

2、探究201 .涉及弹簧的能量问题202 .摩擦力做功的能量问题203 .板块问题204 .传送带问题21人明型特训.命题21考向一能量转化及守恒定律的综合应用21考向二涉及弹簧的能量问题22考向三涉及板块、传送带的能量问题24考点要求考题统计机械能转化及守恒的判断考向一机械能转化及守恒的判断：2023全国高考真题、2023浙江高考真题、2023重庆高考真题、2022湖南高考真题、2022浙江高考真题、2021全国高考真题、2021浙江高考真题、2021广东高考真题机械能守恒定律的应用考向一机械能的图像类问题：2023浙江高考真题、2022福建高考真题、2022江苏高考真题、2021湖北高考真题

3、考向二单个物体的机械能守恒：2023辽宁高考真题、2022全国高考真题、2021浙江高考真题、2021海南高考真题、2021河北高考真题、2021重庆高考真题考向三多个物体（系统）的机械能守恒：2022河北高考真题、2021全国高考真题能量转化及守恒定律的综合应用考向一能量转化及守恒定律的综合应用：2022浙江高考真题、2022浙江高考真题、2021浙江高考真题、考向二涉及弹簧的能量问题：2022江苏高考真题、2022湖北高考真题、2021-江苏高考真题、2020浙江高考真题、考向三涉及板块、传送带的能量问题：2023全国高考真题、2020全国高考真题、2021山东高考真题考情分析【命题规律及

4、方法指导】1 .命题重点：机械能守恒定律不单单会考本身知识，会结合匀变速直线运动、平抛运动、圆周运动邓运动形式进行考察，利用机械能守恒去求解一些物理量，本部分内容中高考没有做强制性要求，利用动能定理依然可解。另外机械能会与后面的电学结合起来，机械能与电势能转化问题进行综合考核；能量方面主要涉及弹簧的能量与摩擦力做功的能量转化问题，借助板块、传送带模型，结合动量等碰撞知识综合考察。在电磁感应中也经常利用能量守恒求解发热等问题2 .常用方法：微元法、函数法、图像法、比较法、极限法；理解过程与状态、过程量与状态量。3 .常考题型：选择题，计算题.【命题预测】1 .本专题属于重点、难点内容；2 .高考

5、命题考察方向机械能守恒定律的考查：结合物体的典型运动进行考查；在综合问题的某一过程中遵守机械能守恒定律时进行考查。能量及能量守恒定律的考察：结合典型运动考察涉及弹簧能量、摩擦力做功能量转化等问题厂涉及弹簧的能量问题L摩擦力做功的能量问题J板块问题I传送带问题考点一机械能及守恒的判断真题研析规律探寻1. （2023全国高考真题）一同学将铅球水平推出，不计空气阻力和转动的影响，铅球在平抛运动过程中（）A.机械能一直增B.加速度保持不变C.速度大小保持不变D.被推出后瞬间动能最大【考向】机械能【答案】B【详解】A.铅球做平抛运动，仅受重力，故机械能守恒，A错误：B.铅球的加速度恒为重力加速度保持不变

6、，B正确：CD.铅球做平抛运动，水平方向速度不变，竖直方向做匀加速直线运动，根据运动的合成可知铅球速度变大，则动能越来越大，CD错误。故选Bo2. （2021全国高考真题）如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系（可视为惯性系）中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统（）TO呼Oorn/S2/A.动量守恒，机械能守恒B.动量守恒，机械能不守恒C.动量不守恒，机械能守恒D.动量不守恒，机械能不守恒【考向】机械能守恒的判断【答案】B【详解】因为滑

7、块与车厢水平底板间有摩擦，且撤去推力后滑块在车厢底板上有相对滑动，即摩擦力做功,而水平地面是光滑的；以小车、弹簧和滑块组成的系统，根据动量守恒和机械能守恒的条件可知撤去推力后该系统动量守恒，机械能不守恒。故选B。核心提炼考向探究1 .机械能1）重力势能：EP=mgh.【技巧点拨】重力势能是地球和物体组成的系统共有的，而不是物体单独具有的.重力势能的大小和零势能面的选取有关.重力势能是标量，但有“+”、“之分.2）弹性势能：Ep=x2.乙3）动能：Eq=；tnV2,单位：焦耳（J）.IJ=INm=Ikgm/S2.【技巧点拨】动能是描述物体运动状态的物理量，是个状态量2 .机械能是否守恒的三种判断

8、方法1）利用做功判断：若物体或系统只有重力（或弹簧的弹力）做功，虽受其他力，但其他力不做功（或做功代数和为0）,则机械能守恒.2）利用能量转化判断,若物体或系统与外界没有能量交换，物体或系统也没有机械能与其他形式能的转化，则机械能守恒.3）利用机械能的定义判断：若物体功能、势能之和不变，则机械能守恒.4）对一些绳子突然绷紧，物体间非弹性碰撞等问题，除非题目特别说明，机械能必定不守恒，完全非弹性碰撞过程机械能也不守恒.题型特训命题题测考向一机械能转化及守恒的判断1. （2024山西大同统考模拟预测）北京时间2023年6月4日6时33分，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十五号载人

9、飞行任务取得圆满成功。如图所示是神舟十五号载人飞船返回舱返回地面时的情境，打开降落伞后的一段时间内，整个装置先减速后匀速下降，在这段时间内关于返回舱的说法正确的是（）A.打开降落伞之后，返回舱仍处于失重状态B.匀速下降阶段，返回舱的机械能守恒C.匀速下降阶段，返回舱机械能的减少量等于重力对飞船做的功D.减速下降阶段，返回舱动能的减少量等于阻力对飞船做的功【答案】C【详解】A.打开降落伞后，返回舱减速下降时，加速度方向向上，处于超重状态，故A错误；B.匀速下降阶段，返回舱的动能不变，重力势能减小，因此机械能减小，故B错误；C.匀速下降阶段，返回舱机械能的减少量等于飞船克服阻力做功的大小，而重力与

10、阻力的大小相同，所以返回舱机械能的减少量等于返回舱重力所做的功，故C正确；D.减速下降阶段，由动能定理可知，返回舱动能的减少量等于返回舱所受合力做功的大小，故D错误。故选C。2. （2023上海闵行统考二模）如图为“Y”型弹弓，先用力拉弹兜（内有弹丸）使皮筋拉伸，然后由静止释放弹丸，不计空气阻力，弹出的弹丸在空中运动一段时间后击中目标。下列说法不正确的是（）A.拉伸皮筋的过程，皮筋的弹性势能增大B.释放弹丸后弹丸弹出前，弹兜对弹丸做正功C.弹出后在空中运动的过程，弹丸的动能一直增大D.由静止释放后击中目标前，弹丸的机械能先增大后保持不变【答案】C【详解】A.拉伸皮筋的过程，皮筋的形变量增大，弹

11、性势能增大，故A正确；B.释放弹丸后弹丸弹出前,弹兜对弹丸做正功，故B正确；C.若弹丸向上弹出，则弹出后在空中运动的过程，弹丸的重力做负功，动能先减小，后增大，故C错误；D.由静止释放后弹力对弹丸做正功，弹丸的机械能增大，击中目标前，只有重力对弹丸做功，弹丸的机械能保持不变，故D正确；故选C。3. （2024甘肃白银校考二模）高空“蹦极”是勇敢者的游戏。蹦极运动员将专用弹性橡皮绳（质量忽略不计）的一端系在双脚上，另一端固定在高处的跳台上，运动员无初速地从跳台上落下。若不计空气阻力，则（）A.弹性绳刚伸直时，运动员开始减速B.整个下落过程中，运动员的机械能保持不变C.整个下落过程中，重力对运动员

12、所做的功大于运动员克服弹性绳弹力所做的功D.弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大【答案】D【详解】A.弹性绳刚伸直时，此时运动员的重力大于弹性绳的弹力，加速度向下，运动员仍加速运动，故A错误；B.整个卜.落过程中，运动员连同弹性绳的机械能总和不变，但是整个下落过程中随着弹性绳的弹性势能增大，运动员的机械能在减小，故B错误；C.整个下落过程中，初末状态运动员的速度均为零，重力对运动员所做的功为外,运动员克服弹性绳弹力所做的功为里界，由动能定理有%-%=0,可知M=畋,故C错误；D.根据前面分析可知运动员连同弹性绳的机械能总和不变，弹性绳从伸直到最低点的

13、过程中，运动员的速度先增大后减小，动能先增大后减小，故运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大，故D正确。故选D。考点二机械能守恒定律的应用真题研析规律探寻1. （2023浙江高考真题）铅球被水平推出后的运动过程中，不计空气阻力，下列关于铅球在空中运动时的加速度大小。、速度大小心动能株和机械能E随运动时间，的变化关系中，正确的是（）OrOAtc.,IOor【考向】机械能与图象结合的问题【答案】D【详解】A.由于不计空气阻力，铅球被水平推出后只受重力作用，加速度等于重力加速度，不随时间改变,故A错误；B.铅球被水平推出后做平抛运动，竖直方向有力=?，则抛出后速度大小为y=J*+/,可知

14、速度大小与时间不是一次函数关系，故B错误；C.铅球抛出后的动能线（4+（/），可知动能与时间不是一次函数关系，故C错误；D.铅球水平抛出后由于忽略空气阻力，所以抛出后铅球机械能守恒，故D正确。故选D。2. （2022全国高考真题）固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环，小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑，在下滑过程中，小环的速率正比于（）A.它滑过的弧长B.它下降的高度C.它到P点的距离D.它与P点的连线扫过的面积【考向】机械能守恒定律的应用【答案】C【详解】如图所示,故C正确，ABD错误。设圆环下降的高度为，圆环的半径为R,它到P点的距离为L，根据机械能守恒定律得，加=由儿I2何关系可得力=LSin6,Sine=，联立可得九=,可得2R2R故选C。3. (2021浙江高考真题)如图所示，竖直平面内由倾角Q=60。的斜面轨道A3、半径均为R的半圆形细圆管轨道BCDE和圆周细圆管轨道MG构成一游戏装置固定于地面，B、E两处轨道平滑连接，轨道所在平面与竖直墙面垂直。轨道出口处G和圆心3的连线，以及02、E、0/和B等四点连成的直线与水平线间的夹角均为Q30。，G点与竖直墙面的距离d=jH.现将质量为用的小球从斜面的某高度人处静止释放。小球只有与竖直墙面间的碰撞可视为弹性碰撞，不计小球大小和所受阻力。(1)若释放处高度上饱，当小球第一次运动到圆管最低点C时，求速度