2026屆高考物理沖刺復(fù)習(xí)機械能守恒定律情境導(dǎo)思如圖甲,彈跳鞋是一種新型體育用品鞋,其底部裝有彈簧。使用時人對彈簧施加壓力,使彈簧形變后產(chǎn)生豎直向上的彈力,將人向上彈離地面。某次上升過程中人的動能Ek隨重心上升高度h變化的圖像如圖乙所示,上升高度為h1時動能達到最大值,圖中h2～h3段為直線,其余部分為曲線,已知彈簧始終處于彈性限度內(nèi),空氣阻力忽略不計。(1)人的加速度達到最大值時人的重心高度在哪一位置?(2)彈跳鞋離開地面時人的重心高度在哪一位置?(3)整個上升過程中,人的機械能是怎樣變化的?知識構(gòu)建【答案】

機械能mgh有關(guān)無關(guān)減少增加減少彈性形變減少增加動能勢能保持不變不做功為零小題試做1.(多選)如圖所示,攻防箭是一項人們很喜愛的團體活動。若將質(zhì)量為m的箭(可視為質(zhì)點)從地面(初始高度可忽略)以與水平方向成某一角度斜向上射出,初速度為v0,最高點離地高H,不計一切阻力,取地面為零勢能參考平面,下列說法正確的是(

)[A]箭在最高點的機械能為mgH[C]箭剛要落地時的速度與拋出時速度相同[D]箭剛要落地時的機械能大于mgHBD小題試做2.如圖所示,質(zhì)量為m的木塊放在光滑的水平桌面上,用輕繩繞過桌邊的定滑輪與質(zhì)量為M的砝碼相連,已知M=3m,讓繩拉直后使砝碼從靜止開始下降。若砝碼底部與地面的距離為h,砝碼剛接觸地面時木塊仍沒離開桌面,此時木塊的速率為(

)A考點一對機械能守恒的理解與判斷判斷機械能守恒的三種方法[例1]【對機械能守恒的理解與判斷】(多選)有以下物理過程:圖甲為跳傘運動員勻速下落;圖乙為地面上放置一固定斜面B,物塊A從B上勻速下滑;圖丙為物體A壓縮彈簧的過程;圖丁為不計任何阻力和定滑輪與繩子質(zhì)量,物體A加速下落,物體B加速上升過程。關(guān)于這幾個物理過程,下列判斷正確的是(

)[A]圖甲所示過程中跳傘運動員的機械能不守恒[B]圖乙所示過程中物塊A的機械能守恒[C]圖丙所示過程中物體A的機械能守恒[D]圖丁所示過程中物體A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒AD【解析】題圖甲中跳傘運動員和題圖乙中勻速下滑的物塊A的動能均不變,重力勢能減少,則機械能不守恒,故A正確,B錯誤;題圖丙為物體A將彈簧壓縮的過程,彈簧對A的彈力做負功,A的機械能減少,即物體A的機械能不守恒,故C錯誤;題圖丁為不計任何阻力和定滑輪與繩子質(zhì)量時,A加速下落,B加速上升過程中,對A、B構(gòu)成的系統(tǒng),此過程只有重力勢能和動能的相互轉(zhuǎn)化,可知A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒,故D正確?？键c二單物體的機械能守恒問題1.機械能守恒定律的表達式說明:單個物體應(yīng)用機械能守恒定律時選用守恒觀點或轉(zhuǎn)化觀點進行列式。2.應(yīng)用機械能守恒定律解題的一般步驟[例2]

【單物體在單一過程中的機械能守恒】(2025·福建福州開學(xué)考試)(多選)如圖,一質(zhì)量為m的蘋果從樹上距地面高度為H的A點由靜止自由下落,恰好落入樹下一深度為h的坑。以地面為零勢能面,重力加速度為g,則蘋果(

)[A]

在A點具有的重力勢能為mgH[B]

在坑底具有的重力勢能為mgh[C]

在坑底具有的機械能為mg(H+h)[D]

從A點落到坑底的過程中,重力勢能減少量為mg(H+h)AD【解析】

以地面為零勢能面,蘋果在A點具有的重力勢能為mgH,在坑底具有的重力勢能為-mgh,故A正確,B錯誤;蘋果下落過程只有重力做功,滿足機械能守恒定律,則蘋果在坑底具有的機械能為mgH,故C錯誤;從A點落到坑底的過程中,重力做功為W=mg(H+h),該過程重力勢能減少量為mg(H+h),故D正確。[例3]

【單物體在多過程中的機械能守恒】

(2025·北京海淀區(qū)階段檢測)如圖所示,豎直平面內(nèi)的四分之三圓弧形光滑管道半徑略大于小球半徑,管道中心到圓心距離為R,A端與圓心O等高,AD為水平面,B端在O的正下方,小球自A點正上方由靜止釋放,自由下落至A點時進入管道。(1)如果管道與小球接觸的內(nèi)側(cè)壁(圖中較小的四分之三圓周)始終對小球沒有彈力,小球釋放點距離A點的最小高度為多大?【答案】

(1)1.5R(2)如果小球到達B點時,管壁對小球的彈力大小為小球重力大小的9倍。求:①小球運動到管道最高點E時對管道的彈力;【答案】

(2)①3mg,方向豎直向上②落點C與A的水平距離?？键c三多物體系統(tǒng)的機械能守恒問題幾種實際情境的分析多物體系統(tǒng)類型常見情境模型特點輕繩連接的系統(tǒng)(1)兩物體沿繩方向的分速度大小相等。(2)對于單個物體,一般繩上的力會做功,機械能不守恒,但對于繩連接的系統(tǒng),機械能可能守恒輕桿連接的系統(tǒng)(1)平動時兩物體的線速度相等,轉(zhuǎn)動時兩物體的角速度相等。(2)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。(3)對于桿和物體組成的系統(tǒng),若忽略空氣阻力和各種摩擦且沒有其他力對系統(tǒng)做功,則系統(tǒng)的機械能守恒[例4]

【輕繩連接的系統(tǒng)】

(2025·廣東惠州期末)阿特伍德機是英國科學(xué)家阿特伍德發(fā)明的著名力學(xué)實驗裝置,如圖所示為阿特伍德機的簡化示意圖。質(zhì)量均為M的兩個重物A、B通過輕繩跨過光滑輕滑輪,保持靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將質(zhì)量為m的小物塊C輕放在A上,讓裝置動起來,從開始運動到A和C下落高度h過程中,重力加速度為g,下列說法正確的是(

)B[例5]

【輕桿連接的系統(tǒng)】(2025·江蘇南通開學(xué)考試)如圖所示,在豎直平面內(nèi)有光滑軌道ABCD,其中AB是豎直軌道,CD是水平軌道,AB與BC相切于B點,BC與CD相切于C點。一根長為2