專題06機械能守恒定律能量守恒定律（課件）2024年高考物理二輪復習（新教材新高考）

第06講機械能守恒定律能量守恒定律2024年·高考二輪復習·講練測2024/XX/XX教師：XXX01考情分析真題研析·核心提煉·題型特訓目錄CONTENTS考點一機械能及守恒的判斷

考向1機械能轉(zhuǎn)化及守恒的判斷考點二機械能守恒定律的應用

考向1機械能的圖像類問題

考向2單個物體的機械能守恒

考向3多個物體(系統(tǒng))的機械能守恒考點三能量守恒定律及其應用

考向1能量轉(zhuǎn)化及守恒定律的綜合應用

考向2涉及彈簧的能量問題

考向3涉及板塊、傳送帶的能量問題02知識構(gòu)建03考點突破01考情分析PARTONE稿定PPT02考情分析考點要求考題統(tǒng)計機械能轉(zhuǎn)化及守恒的判斷考向一機械能轉(zhuǎn)化及守恒的判斷：2023?全國?高考真題、2023?浙江?高考真題、2023?重慶?高考真題、2022?湖南?高考真題、2022?浙江?高考真題、2021?全國?高考真題、2021?浙江?高考真題、2021?廣東?高考真題機械能守恒定律的應用考向一機械能的圖像類問題：2023?浙江?高考真題、2022?福建?高考真題、2022?江蘇?高考真題、2021?湖北?高考真題考向二單個物體的機械能守恒：2023?遼寧?高考真題、2022?全國?高考真題、2021?浙江?高考真題、2021?海南?高考真題、2021?河北?高考真題、2021?重慶?高考真題考向三多個物體(系統(tǒng))的機械能守恒：2022?河北?高考真題、2021?全國?高考真題能量轉(zhuǎn)化及守恒定律的綜合應用考向一能量轉(zhuǎn)化及守恒定律的綜合應用：2022?浙江?高考真題、2022?浙江?高考真題、2021?浙江?高考真題考向二涉及彈簧的能量問題：2022?江蘇?高考真題、2022?湖北?高考真題、2021?江蘇?高考真題、2020?浙江?高考真題考向三涉及板塊、傳送帶的能量問題：2023?全國?高考真題、2020?全國?高考真題、2021?山東?高考真題稿定PPT稿定PPT，海量素材持續(xù)更新，上千款模板選擇總有一款適合你02考情分析考情分析命題規(guī)律及方法指導1.命題重點：機械能守恒定律不單單會考本身知識，會結(jié)合勻變速直線運動、平拋運動、圓周運動鄧運動形式進行考察，利用機械能守恒去求解一些物理量，本部分內(nèi)容中高考沒有做強制性要求，利用動能定理依然可解。另外機械能會與后面的電學結(jié)合起來，機械能與電勢能轉(zhuǎn)化問題進行綜合考核；能量方面主要涉及彈簧的能量與摩擦力做功的能量轉(zhuǎn)化問題，借助板塊、傳送帶模型，結(jié)合動量等碰撞知識綜合考察。在電磁感應中也經(jīng)常利用能量守恒求解發(fā)熱等問題2.常用方法：微元法、函數(shù)法、圖像法、比較法、極限法；理解過程與狀態(tài)、過程量與狀態(tài)量。3.?？碱}型：選擇題，計算題．稿定PPT稿定PPT，海量素材持續(xù)更新，上千款模板選擇總有一款適合你02考情分析考情分析命題預測1.本專題屬于重點、難點內(nèi)容；2.高考命題考察方向①機械能守恒定律的考查：結(jié)合物體的典型運動進行考查；在綜合問題的某一過程中遵守機械能守恒定律時進行考查。①能量及能量守恒定律的考察：結(jié)合典型運動考察涉及彈簧能量、摩擦力做功能量轉(zhuǎn)化等問題PARTTWO02網(wǎng)絡構(gòu)建網(wǎng)絡構(gòu)建考點一機械能及守恒的判斷1.機械能2.機械能是否守恒的三種判斷方法考向1機械能轉(zhuǎn)化及守恒的判斷真題研析·規(guī)律探尋例1

(2023?全國?高考真題)一同學將鉛球水平推出，不計空氣阻力和轉(zhuǎn)動的影響，鉛球在平拋運動過程中（）A．機械能一直增B．加速度保持不變 C．速度大小保持不變 D．被推出后瞬間動能最大B【考向】機械能不計空氣阻力僅受重力，故機械能守恒僅受重力，合外力不變加速度不變平拋運動是勻變速曲線運動速度大小不斷變大真題研析·規(guī)律探尋B【考向】機械能守恒的判斷有摩擦，且撤去推力后滑塊在車廂底板上有相對滑動，即摩擦力做功,機械能不守恒核心提煉·考向探究1）重力勢能：Ep=mgh

.2）彈性勢能：.3）動能：，單位：焦耳(J).機械能①重力勢能是地球和物體組成的系統(tǒng)共有的，而不是物體單獨具有的.②重力勢能的大小和零勢能面的選取有關(guān).③重力勢能是標量，但有“+”、“-”之分.①動能是描述物體運動狀態(tài)的物理量，是個狀態(tài)量核心提煉·考向探究1）利用做功判斷：若物體或系統(tǒng)只有重力(或彈簧的彈力)做功，雖受其他力，但其他力不做功(或做功代數(shù)和為0)，則機械能守恒．2）利用能量轉(zhuǎn)化判斷：若物體或系統(tǒng)與外界沒有能量交換，物體或系統(tǒng)也沒有機械能與其他形式能的轉(zhuǎn)化，則機械能守恒．3）利用機械能的定義判斷：若物體動能、勢能之和不變，則機械能守恒．4）對一些繩子突然繃緊，物體間非彈性碰撞等問題，除非題目特別說明，機械能必定不守恒，完全非彈性碰撞過程機械能也不守恒.機械能是否守恒的三種判斷方法題型特訓·命題預測1.（2024?山西大同?統(tǒng)考模擬預測）北京時間2023年6月4日6時33分，神舟十五號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸，神舟十五號載人飛行任務取得圓滿成功。如圖所示是神舟十五號載人飛船返回艙返回地面時的情境，打開降落傘后的一段時間內(nèi)，整個裝置先減速后勻速下降，在這段時間內(nèi)關(guān)于返回艙的說法正確的是（）A．打開降落傘之后，返回艙仍處于失重狀態(tài)B．勻速下降階段，返回艙的機械能守恒C．勻速下降階段，返回艙機械能的減少量等于重力對飛船做的功D．減速下降階段，返回艙動能的減少量等于阻力對飛船做的功C【考向】機械能轉(zhuǎn)化及守恒的判斷稿定PPT題型特訓·命題預測2.

(2023?上海閔行?統(tǒng)考二模)如圖為“Y”型彈弓，先用力拉彈兜（內(nèi)有彈丸）使皮筋拉伸，然后由靜止釋放彈丸，不計空氣阻力，彈出的彈丸在空中運動一段時間后擊中目標。下列說法不正確的是（）A．拉伸皮筋的過程，皮筋的彈性勢能增大B．釋放彈丸后彈丸彈出前，彈兜對彈丸做正功C．彈出后在空中運動的過程，彈丸的動能一直增大D．由靜止釋放后擊中目標前，彈丸的機械能先增大后保持不變C【考向】機械能轉(zhuǎn)化及守恒的判斷題型特訓·命題預測3.

(2024?甘肅白銀??？级?高空“蹦極”是勇敢者的游戲。蹦極運動員將專用彈性橡皮繩（質(zhì)量忽略不計）的一端系在雙腳上，另一端固定在高處的跳臺上，運動員無初速地從跳臺上落下。若不計空氣阻力，則（）A．彈性繩剛伸直時，運動員開始減速B．整個下落過程中，運動員的機械能保持不變C．整個下落過程中，重力對運動員所做的功大于運動員克服彈性繩彈力所做的功D．彈性繩從伸直到最低點的過程中，運動員的重力勢能與彈性繩的彈性勢能之和先減小后增大D【考向】機械能轉(zhuǎn)化及守恒的判斷考點二機械能守恒定律的應用1.機械能與圖象結(jié)合的問題2.應用機械能守恒定律解題的一般步驟3.系統(tǒng)機械能守恒的三種表示方式4.多物體系統(tǒng)的機械能守恒問題考向1機械能的圖像類問題考向2單個物體的機械能守恒考向3多個物體(系統(tǒng))的機械能守恒真題研析·規(guī)律探尋例1

(2023?浙江?高考真題)鉛球被水平推出后的運動過程中，不計空氣阻力，下列關(guān)于鉛球在空中運動時的加速度大小a、速度大小v、動能Ek和機械能E隨運動時間t的變化關(guān)系中，正確的是（）A． B．C． D．D【考向】機械能與圖象結(jié)合的問題不計空氣阻力僅受重力，加速度等于重力加速度不變，機械能不變稿定PPT真題研析·規(guī)律探尋例2

(2022?全國?高考真題)固定于豎直平面內(nèi)的光滑大圓環(huán)上套有一個小環(huán)，小環(huán)從大圓環(huán)頂端P點由靜止開始自由下滑，在下滑過程中，小環(huán)的速率正比于（）A．它滑過的弧長B．它下降的高度C．它到P點的距離D．它與P點的連線掃過的面積C【考向】機械能守恒定律的應用下落高度h，由機械能守恒.幾何關(guān)系真題研析·規(guī)律探尋【考向】單個物體的機械能守恒真題研析·規(guī)律探尋【考向】動能定理在多過程中的應用【答案】（1），水平向左機械能守恒

真題研析·規(guī)律探尋【考向】動能定理在多過程中的應用【答案】（2）機械能守恒

真題研析·規(guī)律探尋【考向】動能定理在多過程中的應用【答案】（3）真題研析·規(guī)律探尋【考向】多個物體(系統(tǒng))的機械能守恒真題研析·規(guī)律探尋【考向】多個物體(系統(tǒng))的機械能守恒【答案】（1）經(jīng)過每一個減速帶時損失的機械能真題研析·規(guī)律探尋【考向】多個物體(系統(tǒng))的機械能守恒【答案】（2）真題研析·規(guī)律探尋【考向】多個物體(系統(tǒng))的機械能守恒【答案】（3）核心提煉·考向探究1）解決圖象問題的基本步驟①觀察題目給出的圖象，弄清縱坐標、橫坐標所對應的物理量及圖線所表示的物理意義．②根據(jù)物理規(guī)律推導出縱坐標與橫坐標所對應的物理量間的函數(shù)關(guān)系式．③將推導出的物理規(guī)律與數(shù)學上與之相對應的標準函數(shù)關(guān)系式相對比，找出圖線的斜率、截距、圖線的交點、圖線下的面積等所表示的物理意義，分析解答問題，或者利用函數(shù)圖線上的特定值代入函數(shù)關(guān)系式求物理量．機械能與圖象結(jié)合的問題核心提煉·考向探究2）圖象所圍“面積”和圖象斜率的含義 ①v-t圖像：圖線與橫軸圍成的面積表示位移（x=vt） ②a-t圖像：圖線與橫軸圍成的面積表示速度變化量（Δv=at） ③F-x圖像：圖線與橫軸圍成的面積表示功（W=Fx） ④Ek-x圖像：圖線的斜率表示合外力（） ⑤EP-x圖像：圖線的斜率的絕對值表示重力（） ⑥P-t圖像：圖線與橫軸圍成的面積表示功（W=Pt）機械能與圖象結(jié)合的問題核心提煉·考向探究1.選取研究對象；2.進行受力分析，明確各力的做功情況，判斷機械能是否守恒；3.選取參考平面，確定初、末狀態(tài)的機械能或確定動能和勢能的改變量；4.根據(jù)機械能守恒定律列出方程；5.解方程求出結(jié)果，并對結(jié)果進行必要的討論和說明．應用機械能守恒定律解題的一般步驟核心提煉·考向探究1）守恒角度：系統(tǒng)初狀態(tài)機械能的總和與末狀態(tài)機械能的總和相等，即E1=E2

2）轉(zhuǎn)化角度：系統(tǒng)減少(或增加)的重力勢能等于系統(tǒng)增加(或減少)的動能，即ΔEk＝－ΔEp

動能定理的進一步理解及簡單應用選好重力勢能的參考平面，且初、末狀態(tài)必須用同一參考平面計算勢能分清重力勢能的增加量或減少量，可不選參考平面而直接計算初、末狀態(tài)的勢能差核心提煉·考向探究3）轉(zhuǎn)移角度：系統(tǒng)內(nèi)A部分物體機械能增加量等于B部分物體機械能減少量，即ΔEA增＝ΔEB減動能定理的進一步理解及簡單應用常用于解決兩個或多個物體組成的系統(tǒng)的機械能守恒問題解題時究竟選取哪一種表達形式，應根據(jù)題意靈活選取;需注意的是:選用1）式時，必須規(guī)定零勢能參考面，而選用2）式和3）式時，可以不規(guī)定零勢能參考面，但必須分清能量的減少量和增加量.核心提煉·考向探究多物體系統(tǒng)的機械能守恒問題核心提煉·考向探究多物體系統(tǒng)的機械能守恒問題幾種實際情景的分析①速率相等情景

注意分析各個物體在豎直方向的高度變化．②角速度相等情景

Ⅰ、桿對物體的作用力并不總是沿桿的方向，桿能對物體做功，單個物體機械能不守恒．Ⅱ、由v＝ωr知，v與r成正比．核心提煉·考向探究多物體系統(tǒng)的機械能守恒問題③某一方向分速度相等情景(關(guān)聯(lián)速度情景)

兩物體速度的關(guān)聯(lián)實質(zhì)：沿繩(或沿桿)方向的分速度大小相等．1.

(2023?四川成都?校聯(lián)考模擬預測)跳臺滑雪是運動員以滑雪板為工具，在專設的跳臺上以自身的體重通過助滑坡獲得速度，比拼跳躍距離和動作姿勢的一種雪上競技項目。某次比賽中，滑雪運動員從起跳點跳起后斜向上飛躍，運動至最高點后，最終下落至水平地面上，忽略運動員在空中運動時受到的阻力，以起跳點為零勢能點，Ep、Ek和E分別表示運動過程中運動員的重力勢能、動能和機械能，h表示運動過程中豎直向上的位移。則下列說法正確的是（）A． B．C． D．題型特訓·命題預測B【考向】機械能的圖像類問題題型特訓·命題預測【考向】單個物體的機械能守恒【答案】（1）a=gsinθ，沿斜面向上；（2）F=2mg?sinθ；（3）見講義解析；（4）題型特訓·命題預測【考向】多個物體(系統(tǒng))的機械能守恒【答案】考點三能量守恒定律及其應用1.涉及彈簧的能量問題2.摩擦力做功的能量問題3.板塊問題4.傳送帶問題考向1能量轉(zhuǎn)化及守恒定律的綜合應用考向2涉及彈簧的能量問題考向3涉及板塊、傳送帶的能量問題真題研析·規(guī)律探尋例1

(2021?浙江?高考真題)一輛汽車在水平高速公路上以80km/h的速度勻速行駛，其1s內(nèi)能量分配情況如圖所示則汽車（）A．發(fā)動機的輸出功率為70kWB．每1s消耗的燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是5.7×104JC．每1s消耗的燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是6.9×104JD．每1s消耗的燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是7.0×104JC進入發(fā)動機的能量最終都轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【考向】能量轉(zhuǎn)化及守恒真題研析·規(guī)律探尋例2

(2023?統(tǒng)考高考真題)一位游（2022?浙江?高考真題）風力發(fā)電已成為我國實現(xiàn)“雙碳”目標的重要途徑之一。如圖所示，風力發(fā)電機是一種將風能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某風力發(fā)電機在風速為9m/s時，輸出電功率為405kW，風速在5~10m/s范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)化效率可視為不變。該風機葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過的面積為A，空氣密度為ρ，風場風速為v，并保持風正面吹向葉片。下列說法正確的是（）A．該風力發(fā)電機的輸出電功率與風速成正比B．單位時間流過面積的流動空氣動能為ρAv2/2C．若每天平均有1.0×108kW的風能資源，則每天發(fā)電量為2.4×109kW·hD．若風場每年有5000h風速在6~10m/s范圍內(nèi)，則該發(fā)電機年發(fā)電量至少為6.0×105kW·h

D【考向】能量轉(zhuǎn)化及守恒單位時間內(nèi)體積V0=Av單位時間內(nèi)空氣動能,η為效率真題研析·規(guī)律探尋例2

(2023·全國·高考真題)(多選)如圖，一質(zhì)量為M、長為l的木板靜止在光滑水平桌面上，另一質(zhì)量為m的小物塊（可視為質(zhì)點）從木板上的左端以速度v0開始運動。已知物塊與木板間的滑動摩擦力大小為f，當物塊從木板右端離開時（

）A．木板的動能一定等于fl B．木板的動能一定小于flC．物塊的動能一定大于 D．物塊的動能一定小于BD【考向】板塊問題xmxM摩擦產(chǎn)生的摩擦熱.能量守恒定律.真題研析·規(guī)律探尋【考向】涉及彈簧的能量問題真題研析·規(guī)律探尋【答案】（1）【考向】涉及彈簧的能量問題能量守恒定律.真題研析·規(guī)律探尋【答案】（2）【考向】涉及彈簧的能量問題能量守恒定律.真題研析·規(guī)律探尋【答案】（3）【考向】涉及彈簧的能量問題真題研析·規(guī)律探尋【考向】涉及彈簧的能量問題核心提煉·考向探究涉及彈簧的能量問題核心提煉·考向探究1）無論是靜摩擦力還是滑動摩擦力都可以對物體可以做正功，也可以做負功，還可以不做功。2）靜摩擦力做功的能量問題①靜摩擦做功只有機械能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而沒有機械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。②一對靜摩擦力所做功的代數(shù)和總等于零，而總的機械能保持不變。3）滑動摩擦力做功的能量問題①滑動摩擦力做功時，一部分機械能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，另一部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)容，因此滑動摩擦力做功有機械能損失。②一對滑動摩擦力做功的代數(shù)和總是負值，總功W=-Ff·x相對，即發(fā)生相對滑動時產(chǎn)生的熱量。摩擦力做功的能量問題核心提煉·考向探究1）動力學分析：

①分別對滑塊和木板進行受力分析（注意摩擦力方向），根據(jù)牛頓第二定律求出各自的加速度；

②從放上滑塊到二者速度相等，所用時間相等，由，可求出共同速度v和所用時間t，

③由位移公式可分別求出二者的位移．2）功和能分析：對滑塊和木板分別運用動能定理，或者對系統(tǒng)運用能量守恒定律．板塊問題核心提煉·考向探究板塊問題要注意區(qū)分三個位移：①求摩擦力對滑塊做功時用滑塊對地的位移x滑；②求摩擦力對木板做功時用木板對地的位移x板；③求摩擦生熱時用相對位移Δx.核心提煉·考向探究傳送帶問題核心提煉·考向探究1）動力學分析：①分別對滑塊和木板進行受力分析（注意摩擦力方向），根據(jù)牛頓第二定律求出各自的加速度；②從放上滑塊到二者速度相等，所用時間相等，由，可求出共同速度v和所用時間t，③由位移公式可分別求出二者的位移．2）功和能分析：對滑塊和木板分別運用動能定理，或者對系統(tǒng)運用能量守恒定律．板塊問題

要注意區(qū)分三個位移：①求摩擦力對滑塊做功時用滑塊對地的位移x滑；②求摩擦力對木板做功時用木板對地的位移x板；③求摩擦生熱時用相對位移Δx.2.

(2023?貴州貴陽?統(tǒng)考模擬預測)如圖1所示，一臺風力發(fā)電機的葉片長度為L，當風吹過葉片時，由于空氣動力的效應帶動葉輪轉(zhuǎn)動，葉輪通過主軸連結(jié)齒輪箱帶動發(fā)電機發(fā)電。圖2是該風力機的掃掠面積示意圖（風葉旋轉(zhuǎn)掃過的面積在垂直于風向的投影面積，是風力發(fā)電機截留風能的面積）。已知空氣的密度為ρ，當?shù)仫L速為v，風的動能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η，則該風力發(fā)電機的功率為（）A．