机械能守恒问题
1．如图，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中（）
A. 小球动能和弹簧弹性势能之和不断增大
B. 小球重力势能和弹簧弹性势能之和保持不变
C. 小球重力势能和动能之和增大
D. 小球重力势能、动能与弹簧弹性势能之和保持不变
【答案】AD
【解析】对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变．对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的重力势能一直减小，则小球动能和弹簧弹性势能之和不断增大，故A正确；在刚接触弹簧的时候这个时候小球的加速度等于重力加速度，在压缩的过程中，弹簧的弹力越来越大，小球所受到的加速度越来越小，直到弹簧的弹力等于小球所受到的重力，这个时候小球的加速度为0，要注意在小球刚接触到加速度变0的工程中，小球一直处于加速状态，由于惯性的原因，小球还是继续压缩弹簧，这个时候弹簧的弹力大于小球受到的重力，小球减速，直到小球的速度为0，这个时候弹簧压缩的最短．所以小球的动能先增大后减小，所以重力势能和弹性势能之和先减小后增加．故B错误．弹簧是一直被压缩的，所以弹簧的弹性势能一直在增大．因为小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，重力势能和动能之和始终减小．故C错误．对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变．故D正确．故选AD．
点睛：根据能量守恒小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变．其中一个能量的变化可以反映出其余两个能量之和的变化．
2．如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )
A. 甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒
B. 乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒
C. 丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成的系统机械能守恒
D. 丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒
【答案】CD
【解析】甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，除重力做功外，弹簧的弹力对A做负功，则A机械能不守恒，选项A错误；乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，此时A将向后运动，则A对B的弹力将对B做功，则物体B机械能不守恒，选项B
错误；丙图中，不计任何阻力时A 加速下落，B 加速上升过程中，只有系统的重力做功，则A 、B 组成的系统机械能守恒，选项C 正确； 丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球动能和势能均不变，机械能守恒，选项D 正确；故选CD.
点睛：此题考查对机械能守恒条件的理解；只有重力做功时，物体的动能和势能相互转化，此时机械能守恒.
3．如图所示，A 和B 两个小球固定在一根轻杆的两端，A 球的质量为m ，B 球的质量为2m ，此杆可绕穿过O 点的水平轴无摩擦地转动。现使轻杆从水平位置由静止释放，则在杆从释放到转过90°的过程中
A. A 球的机械能增加
B. 杆对A 球始终不做功
C. B 球重力势能的减少量等于B 球动能的增加量
D. A 球和B 球的总机械能守恒
【答案】AD
【解析】A 球向上加速，动能增加，重力势能也增加，则A 球的机械能增加．故A 正确．由于A 球的机械能增加，则根据功能原理知，杆对A 球做正功，故B 错误．根据系统的机械能守恒知，B 球重力势能的减少量等于B 球动能的增加量、A 球动能的增加量和A 球重力势能增加量之和．故C 错误．对于AB 组成的系统，只发生动能和重力势能的转化，系统的机械能守恒．故D 正确．故选AD.
点睛：本题是轻杆连接的模型问题，对系统机械能是守恒的，但对单个小球机械能并不守恒，运用系统机械能守恒及除重力以外的力做物体做的功等于物体机械能的变化量进行研究即可．
4．如图所示，轻杆长为L ，可绕轴O 无摩擦地转动，在杆上距离轴O 点L/3的A 点和端点B 各固定一质量均为m 的小球，使杆从水平位置无初速度释放摆下。下列说法正确的是（ ）
A. 当杆转到竖直位置时A 233
gL B. 当杆转到竖直位置时B 2155gL C. 从开始下落至杆转到竖直位置的过程中杆对球A 做负功
D. 从开始下落至杆转到竖直位置的过程中杆对球B 做功15
mgL
【答案】BCD
【解析】在转动过程中，A 、B 两球的角速度相同，设A 球的速度为v A ，B 球的速度为v B ，则有 v A =
13
v B ；以A 、B 和杆组成的系统机械能守恒，由机械能守恒定律，并选最低点为零势能参考平面，则有：E 1=mg?L+mg?L=2mgL ， 222211322
A B E mg L mv mv =?++ 解得： 21515A v gL =； 2155B v gL =；
在此过程中轻杆对A 球做的功即为小球A 的机械能变化量：
2211325KA A E mgL mv mgL mgL +-=-V ＝，选项C 正确；在此过程中轻杆对B 球做的功即为小球B 的机械能变化量： 21125
KB B E mv mgL mgL -=V ＝，选项D 正确；故选BCD.
点睛：本题关键是系统内部只有重力势能和动能相互转化，机械能守恒，根据守恒定律列方程求解出速度，再计算机械能的变化量。
5．如图所示，一足够长、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳的两端各系一个小球a 和b 。a 球的质量为m ，静置于水平地面；b 球的质量为M ，用手托住，距地面的高度为h ，此时轻绳刚好拉紧。从静止释放b 后，a 达到的最大高度为1.6h ，则M 与m 的比值为（ ）
A. 8：5
B. 5：3
C. 4：1
D. 3：2
【答案】C
【解析】设a 球到达高度h 时两球的速度v ，根据机械能守恒，b 球的重力势能减小转化为a 球的重力势能和a 、b 球的动能．即： 21
)2
M m gh M m V -=+（）（ 解得两球的速度都为： ()2M m gh
V M m -=+，
此时绳子恰好松弛，a 球开始做初速为()2M m gh
M m
-+的竖直上抛运动， 同样根据动能定理有： 210.602mg h mV -?=-
解得ab 球质量关系为： 4M m =，故C 正确。
点睛：在a 球上升的全过程中，a 球的机械能是不守恒的，所以在本题中要分过程来求解，第一个过程系统的机械能守恒，在第二个过程中只有a 球的机械能守恒。
6．如图所示，一根全长为l 、粗细均匀的铁链，对称地挂在光滑的小滑轮上，当受到轻微的扰动，求铁链脱离滑轮瞬间速度的大小( )
A. gl
B. 2gl
C. 2gl
D. 2
gl 【答案】B
【解析】试题分析：链条在下滑的过程中，对链条整体而言，只有重力做功，机械能守
恒，根据机械能守恒定律求出链条的速度．
铁链从开始到刚脱离滑轮的过程中，链条重心下降的高度为： 111244L L L -=，在链条下落过程中，其机械能守恒，则得21142mg L mv ?=，解得： 2gL v =，B 正确． 7．半径为r 和R （r ＜R ）的光滑半圆形碗固定在水平面上，其圆心均在同一水平面上，如图所示，质量相等的两物体分别自半圆形碗左边缘的最高点无初速地释放，在下滑过程中两物体（ ）
A. 机械能均逐渐减小
B. 经最低点时动能相等
C. 均能到达半圆形槽右边缘最高点
D. 机械能总是相等的
【答案】CD
【解析】试题分析：A 、圆形槽光滑，两小球下滑过程中，均只有重力做功，机械能均守恒．故A 错误．
B 、根据机械能守恒定律，得
mgr=mv 12E K1="mgr" 同理 E K2=mgR
由于R ＞r ，则 E K1＜E K2故B 错误；
C 、根据机械能守恒可知，均能到达半圆形槽右边缘最高点．故C 正确．
D 、取圆形槽圆心所在水平面为参考平面，则在最高点时，两球机械能均为零，相等，下滑过程中机械能均守恒，机械能总是相等的．故D 正确．
故选：CD 8．半径为r 和R （r ＜R ）的光滑半圆形槽，其圆心均在同一水平面上，如图所示，质量相等的两小球分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速地释放，在下滑过程中两小球
( )
A. 机械能均逐渐减小
B. 经过最低点时动能相等
C. 机械能总是相等的
D. 在最低点时向心加速度大小不相等
【答案】C
【解析】A 、圆形槽光滑，两小球下滑过程中，均只有重力做功，机械能均守恒，故A 错误，C 正确．
B 、根据机械能守恒定律，得
，，同理 ，由于，则
，故B 错误； D 、两个物体在运动的过程中，机械能都守恒，由得，，所以在最低点时的向心加速度的大小为，，所以在最低点时的加速度的大小与物体运动的半径的大小无关，即两个物体在最低点时的加速度的大小相等，所以D 错误。 点睛：根据机械能守恒的条件可以判断两小球在光滑圆形槽中下滑过程中机械能是守恒
的．由机械能守恒定律，求出小球经过最低点时速度大小，就能比较动能的大小关系．利用向心力知识求出在最低点时，轨道对小球的支持力，进而求出加速度的大小．取圆心所在水平面为参考平面，两小球在水平面上时，机械能均为零，下滑过程中机械能都不变，故确定在最低点时它们的机械能是相等的。
9．如图所示，轻杆长为3L ，在杆的A 、B 两端分别固定质量均为m 的球A 和球B ，杆上距球A 为L 处的O 点装在光滑的水平转动轴上，外界给予系统一定的能量后，杆和球在竖直面内转动．在转动的过程中，忽略空气的阻力。若球B 运动到最高点时，球B 对杆恰好无作用力，则下列说法正确的是（ ）
A. 此时A 、B 的动量相同
B. 球B 在最高点时速度为零
C. 球B 在最高点时，杆对A 的作用力为1.5mg
D. 球B 转到最低点时，其速度为165
B v gL = 【答案】C
【解析】球B 运动到最高点时，两球的动量的方向不同，则动量不同，选项A 错误；球
B 运动到最高点时，球B 对杆恰好无作用力，即重力恰好提供向心力，有2
2v mg m L =，解得2v gL ，故B 错误；因为AB 同轴转动，B 的半径是A 的两倍，所以有：
v A =12v B 122
gL B ，则2A v F mg m L -=，解得F=1.5mg ，选项C 正确； 在转动过程中，两球系统机械能守恒，以最低点为参考平面，根据机械能守恒定律，有
()()222211113422222A B v mg L mv mv mg L mv mgL m ??++=+++ ???
联立解得： 265
B gL v ＝，所以D 错误．故选
C ． 点睛：本题中两个球组成的系统内部动能与重力势能相互转化，机械能守恒，同时两球角速度相等，线速度之比等于转动半径之比，根据机械能守恒定律和牛顿第二定律联立列式求解．
10．如图所示，m 1>m 2，滑轮光滑且质量不计，空气阻力不计。开始用手托着m 1，手移开后，在m 1下降一定距离d 的过程中，下列说法正确的是（ ）。
A. m 1的机械能增加
B. m 2的机械能增加
C. m 1和m 2的总机械能增加
D. m 1和m 2的总机械能不变
【答案】BD
【解析】两个物体组成的系统中只有动能和重力势能相互转化，机械能总量守恒； 1m 重力势能减小，动能增加， 2m 重力势能和动能都增加，故1m 减小的重力势能等于2m 增加的重力势能和两个物体增加的动能之和， 1m 机械能减少量等于2m 机械能增加量，故BD 正确．
11．（多选）如图(a)所示，小球的初速度为v 0，沿光滑斜面上滑，能上滑的最大高度为h ，在图(b)中，四个小球的初速度均为v 0。在A 图中，小球沿一光滑内轨向上运动，内轨半径大于h ；在B 图中，小球沿一光滑内轨向上运动，内轨半径小于h ；在图C 中，小球沿一光滑内轨向上运动，内轨直径等于h ；在D 图中，小球固定在轻杆的下端，轻杆的长度为h 的一半，小球随轻杆绕O 点无摩擦向上转动。则小球上升的高度能达到h 的有
A. A 图
B. B 图
C. C 图
D. D 图
【答案】AD
【解析】试题分析：小球沿光滑斜面上滑，能上滑的最大高度为h ，知道小球到达最高点时的速度为零．通过判断选项中各图最高点的速度能否为零来判断上升的高度能否到达h ．
小球沿一光滑内轨向上运动，内轨半径大于h ，小球上升h 时，速度为零，未超过四分之一圆周，故A 正确；小球沿一光滑内轨向上运动，内轨半径小于h ，小球上升h 时，速度为零，超过四分之一圆周，要想做圆周运动，在h 高处速度不能为零，知还未上升到h 高度已离开轨道，故B 错误；小球沿一光滑内轨向上运动，内轨直径等于h ，在最高点有最小速度，知小球未到达最高点已离开轨道，故C 错误；小球固定在轻杆的下端，轻杆的长度为h 的一半，小球随轻杆绕O 点向上转动．最高点的最小速度为零，小球能够达到最高点，故D 正确．
12．如图所示，在地面上以速度o v 抛出质量为m 的物体，抛出后物体落在比地面低h
物理学案专题3-机械能机械能守恒功能关系能量守恒定律 2018
物理学案专题3-机械能 机械能守恒 功能关系 能量守恒定律 一、基本概念 1. 重力势能：物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能。 公式：mgh E P = h ——物体具参考面的竖直高度 2. 重力势能参考面 a 重力势能为零的平面称为参考面； b 选取：原则是任意选取，但通常以地面为参考面 选取不同的参考面，物体具有的重力势能不同，但重力势能改变与参考面的选取无关。 3. 重力做功与重力势能的关系：21P P G E E W -= 重力做正功时，物体重力势能减少；重力做负功时，物体重力势能增加。 4. 弹簧的弹性势能：22 1kx E P = 5. 弹力做功与弹性势能的关系：21P P F E E W -= 6. 势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能，势能是系统所共有的。 7. 机械能包含动能和势能（重力势能和弹性势能）两部分，即P K E E E +=。 8. 机械能守恒定律:在只有重力或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，即 21 E E = 2211P K P K E E E E +=+ ΔΕK = —ΔΕP ΔΕ1 = —ΔΕ2。 9. 机械能守恒条件: 做功角度：只有重力或弹力做功，无其它力做功； 外力不做功或外力做功的代数和为零； 系统内如摩擦阻力对系统不做功。 能量角度：首先只有动能和势能之间能量转化，无其它形式能量转化；只有系统内能量的交换，没有与外界的能量交换。 10. 能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变， 即1212E E E E +=+其它其它机械能机械能。 二、常规题型 只有重力做功，机械能守恒，能量在重力势能和动能之间转变。 例1：在高处的同一点，将三个质量相同的小球，以大小相等的初速度分别上抛、平抛和下抛，并落到同一水平地面上，则（ ） A ．三个小球落地时，重力的瞬时功率相同 B ．从抛出到落地的过程中，重力对它们做功的平均功率相同 C ．从抛出到落地的过程中，重力对它们做的功相同 D ．三个小球落地时的速率相等 即时练习： 1. 下列关于机械能守恒的说法中正确的是（ ）
机械能守恒问题 1．如图，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中（） A. 小球动能和弹簧弹性势能之和不断增大 B. 小球重力势能和弹簧弹性势能之和保持不变 C. 小球重力势能和动能之和增大 D. 小球重力势能、动能与弹簧弹性势能之和保持不变 【答案】AD 【解析】对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变．对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的重力势能一直减小，则小球动能和弹簧弹性势能之和不断增大，故A正确；在刚接触弹簧的时候这个时候小球的加速度等于重力加速度，在压缩的过程中，弹簧的弹力越来越大，小球所受到的加速度越来越小，直到弹簧的弹力等于小球所受到的重力，这个时候小球的加速度为0，要注意在小球刚接触到加速度变0的工程中，小球一直处于加速状态，由于惯性的原因，小球还是继续压缩弹簧，这个时候弹簧的弹力大于小球受到的重力，小球减速，直到小球的速度为0，这个时候弹簧压缩的最短．所以小球的动能先增大后减小，所以重力势能和弹性势能之和先减小后增加．故B错误．弹簧是一直被压缩的，所以弹簧的弹性势能一直在增大．因为小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，重力势能和动能之和始终减小．故C错误．对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变．故D正确．故选AD． 点睛：根据能量守恒小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变．其中一个能量的变化可以反映出其余两个能量之和的变化． 2．如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( ) A. 甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒 B. 乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒 C. 丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成的系统机械能守恒 D. 丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒 【答案】CD 【解析】甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，除重力做功外，弹簧的弹力对A做负功，则A机械能不守恒，选项A错误；乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，此时A将向后运动，则A对B的弹力将对B做功，则物体B机械能不守恒，选项B
判断系统机械能守恒的方法 河南省南阳市社旗一高牟长华 摘要：从系统的受力情况、系统受力的做功情况，对系统机械能守恒条件进行了总结，介绍了判断系统机械能守恒的方法，应用判断守恒方法解析具体的例题；对系统所受内力的做功情况进行了分析。 关键词：系统机械能守恒内力 在高中物理教材中机械能守恒定律的内容是“在只有重力、弹力做功的情形下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。”此表述不够全面，容易误导学生认为如果有除了重力、弹力的其他力做功的话，则机械能不守恒。在教学过程中应加以扩展，通过设计的专题使学生对机械能守恒定律有更深入的认识。 物理学中把势能和动能统称机械能，势能存在于具有相互作用的物体之间，也就是说势能应该是相互作用的两个物体共同所有，比如重力势能是物体和地球共有，弹性势能是弹簧和使之发生形变的物体 共有。在讨论势能时必须是多个物体组成的系统，所以在讨论机械能时也应该选一个系统作为研究对象。如在讨论重力势能时就要选物体和地球为系统，在讨论弹性势能时就要选发生弹性形变的物体和使之发生形变的物体为系统。对一个系统的受力情况，可以根据施力物体和受力物体是否在所选的系统内，把系统受的力分为外力和内力。施力物体在所选系统外，而受力物体在系统内，相对系统来说此力就可叫外力，如果施力物体和受力物体都在所选系统内，则此力叫内力。在讨论重力势能和弹性势能的时候，重力和弹力就是系统所受的内力。在判断系统机械能是否守恒时可以通过系统内能量的转化来判断，也可以分析内力、外力的做功情况来判断系统的机械能是否守恒。现把分析内力、外力的做功情况来判断系统的机械能是否守恒的方法介绍如下： 一、系统机械能守恒条件 如果系统所受的外力满足其中一条，则系统机械能有可能守恒，判断机械能是否守恒不光分析系统所受外力情况，还要看所受内力情况。如果系统所受外力满足以上条件之一，而系统所受内力又满足以下其中一条，则系统机械能就守恒。 用系统所受内力、外力的做功情况来判断系统的机械能守恒时，外力和内力要同时满足以上条件，机械能才守恒。 二、应用举例
图1 图2 实验:验证机械能守恒定律 一、实验目的 通过实验验证机械能守恒定律． 二、实验原理 如图1所示，质量为m 的物体从O 点自由下落，以地面作为零重力势 能面，如果忽略空气阻力，下落过程中任意两点A 和B 的机械能守恒 即12mv 2A ＋mgh A ＝12 mv 2B ＋mgh B 上式亦可写成12mv 2B －12mv 2A ＝mgh A －mgh B . 等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加．为了方便，可以直接 从开始下落的O 点至任意一点(如图1中A 点)来进行研究，这时应有：12 mv 2 A ＝mgh ，即为本 实验要验证的表达式，式中h 是物体从O 点下落至A 点的高度，v A 是物体在A 点的瞬时速度． 三、实验器材 打点计时器，低压交流电源，带有铁夹的铁架台，纸带，复写纸，带夹子的重 物，刻度尺，导线两根． 四、实验步骤 1．安装置：按图2将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁 架台上，接好电路． 2．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器 的地方．先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落． 更换纸带重复做3～5次实验． 3．选纸带：分两种情况说明 (1)用12 mv 2 n ＝mgh n 验证时，应选点迹清晰，且1、2两点间距离略小于或接近2 mm 的纸带． (2)用12mv 2B －12 mv 2A ＝mg Δh 验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时，选择适当的点为基准点，只要后面的点迹清晰就可选用． 五、数据处理 方法一：利用起始点和第n 点计算 代入mgh n 和12mv 2 n ，如果在实验误差允许的条件下，mgh n 和12 mv 2n 相等，则验证了机械能守恒定律．
最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成-----------word 文本 --------------------- 方便更改 2017高考二轮复习专题七 机械能守恒定律 功能关系 一、单项选择题 1.(2016·贵阳模拟)如图所示，一质量为m 的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O 点．将小球拉至A 点，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，当小球运动到O 点正下方与A 点的竖直高度差为h 的B 点时，速度大小为v .已知重力加速度为g ，下列说法正确的是( ) A ．小球运动到 B 点时的动能等于mgh B ．小球由A 点到B 点重力势能减少12 m v 2 C ．小球由A 点到B 点克服弹力做功为mgh D ．小球到达B 点时弹簧的弹性势能为mgh －12 m v 2 D 【解析】 小球由A 点到B 点的过程中，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，弹
簧由原长到发生伸长的形变，小球动能增加量小于重力势能减少量，A 项错误；小球重力势能减少量等于小球动能增加量与弹簧弹性势能增加量之和，B 项错误；弹簧弹性势能增加量等于小球重力势能减少量与动能增加量之差，D 项正确；弹簧弹性势能增加量等于小球克服弹力所做的功，C 项错误． 2．(2016·湛江模拟)固定的斜面倾角为30°，一个质量为m 的物体以速度v 0从斜面顶端 滑下，其加速度大小为g 4 ，则下滑过程中正确的是( ) A ．物体动能一定增加 B ．物体受到的摩擦力一定沿斜面向上 C ．物体机械能一定增加 D ．物体受到的合外力一定沿斜面向下 B 【解析】 物体沿斜面下滑，即相对斜面运动方向向下，故斜面对其的摩擦力的方向沿斜面向上，选项B 正确．由于摩擦力的方向与运动方向相反，即摩擦力做负功，则物体的机械能减小，选项 C 错误．假设加速度方向沿斜面向下，物体加速下滑，由牛顿第 二定律可得：mg sin 30°－f ＝ma ，解得：f ＝14 mg ，假设成立；假设加速度方向沿斜面向上，物体减速下滑，由牛顿第二定律可得f ′－mg sin 30°＝ma ′，解得：f ′＝34 mg ，假设也成立，故选项AD 错误. 3．(2016·宝鸡模拟)如图所示，两个倾角相同的斜面对称固定在光滑水平面上．一个质量为m 的物块从左侧斜面上离水平面高H 处由静止开始下滑，滑到最低点之后，又冲上右 侧斜面，到H 2 高度处时，速度恰好为零．已知物块与两斜面间的动摩擦因数相等，两斜面底端与水平面均平滑对接，重力加速度为g ，则下列说法正确的是( )
第五章 机械能及其守恒定律测试题 （时间 60分钟 满分 100分） 一、选择题（每小题4分，共40分） 1．关于功率公式t W P = 和P=Fv 的说法正确的是 （ ） A ．由t W P =知，只要知道W 和t 就可求出任意时刻的功率 B ．由P=Fv 只能求某一时刻的瞬时功率 C ．从P=Fv 知汽车的功率与它的速度成正比 D ．从P=Fv 知当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比 2．下列物体中，机械能守恒的是 （ ） A ．做平抛运动的物体 B ．被匀速吊起的集装箱 C ．光滑曲面上自由运动的物体 D ．以g 54的加速度竖直向上做匀减速运动的物体 3．下列几种情况下力F 都对物体做了功 ①水平推力F 推着质量为m 的物体在光滑水平面上前进了s ②水平推力F 推着质量为2m 的物体在粗糙水平面上前进了s ③沿倾角为θ的光滑斜面的推力F 将质量为ｍ的物体向上推了s 。 下列说法中正确的是 （ ） A ．③做功最多 B ．②做功最多 C ．做功都相等 D ．不能确定 4．两个物体质量比为1∶4，速度大小之比为4∶1，则这两个物体的动能之比为 （ ） A ．1∶1 B ．1∶4 C ．4∶1 D ．2∶1 5．下列关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系正确的是 （ ） A ．如果物体所受合外力为零，则合外力对物体做的功一定为零 B ．如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零 C ．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化 D ．物体的动能不变，所受合外力一定为零 6．质量为m 的子弹，以水平速度v 射入静止在光滑水平面上质量为M 的木块，并留在其中， 下列说法正确的是 （ ） A ．子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等 B ．阻力对子弹做的功与子弹动能的减少相等 C ．子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等 D ．子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功 7．关于机械能是否守恒的叙述，正确的是 （ ） A ．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B ．做变速运动的物体机械能可能守恒 C ．外力对物体做功为零时，机械能一定守恒 D ．若只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒 8．物体在地面附近以2 ｍ/s 2的加速度沿竖直方向匀减速上升，则在上升过程中，物体的机 械能的变化是 （ ） A ．不变 B ．减少 C ．增加 D ．无法确定
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/fc13630240.html, 机械能守恒条件的理解及应用范例 作者：周敏 来源：《教育界·上旬》2018年第07期 【摘要】机械能守恒是力学中的一个重要定律，但关于守恒条件的阐述，不同的编者著述各不相同。文章希望通过理论与范例结合的方式一步一步对机械能守恒条件做阐释，希望对同行的教学和学生的学习有所帮助。 【关键词】机械能;守恒条件;系统;应用 从长期的教学实践中可以发现，高中学生对机械能守恒条件的理解还不到位，导致解决问题时要么不敢用机械能守恒定律，要么盲目地使用。一直以来，都有不少同行对这个问题做过研究，我个人认为这些研究要么太过专业以至于学生理解困难，要么仅仅是习题化的范例，没有总结出精髓，没有直击要点。 教育科学出版社出版的《普通高中课程标准实验教科书物理（必修2）》中的第四章第5节对机械能守恒条件的表述为：“在只有重力或者弹力做功的物体系统内，动能和重力势能会发生相互转化，但机械能的总量保持不变。” 各个教学参考书中对机械能守恒条件的解读情况如下。第一种表述：若只有重力对物体做功，则物体与地球组成的系统机械能守恒，如自由落体运动。第二种表述：若物体除受重力外还受其他力作用，但只有重力做功而其他力不做功，则物体与地球组成的系统机械能守恒，如物体沿固定光滑斜面或沿固定光滑曲面运动。第三种表述：若物体同时受几个力作用，但只有弹簧弹力做功，其他力不做功，此时物体与弹簧组成的系统机械能守恒，如水平方向的弹簧振子;第四种表述：对由两个或两个以上物体（包括弹簧在内）组成的系统，若系统内只有重力、弹力做功，其他力不做功，则由物体、弹簧和地球组成的系统机械能守恒。 机械能守恒是能量守恒的一种表现形式，只涉及动能与势能的相互转化。要弄清机械能守恒的条件，我们只有先从能量守恒说起。能量守恒定律是指在一个封闭（孤立）系统的动能、势能和其他能三者总量保持不变，即能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会转化或者转移。从这个表述看，我们研究能量守恒问题时，首先圈定一个范围内的所有研究对象为一个系统，其次看这个系统外力是否做功或者系統与外界是否有热交换，如果系统外力不做功且系统与外界没有热交换，即为封闭系统。在这个封闭系统内，能量只会在系统内从一个物体转移到另外一个物体或者从一种形式的能转化为另一种形式的能，能量总和保持不变。 从能量守恒来看，如果要应用机械能守恒定律解决问题，首先要选一个与外界没有能量交换的封闭系统（由于势能是系统共有能量，选择系统时若考虑重力势能系统应包含地球，若考虑弹性势能系统应包含弹力装置），即选定的系统所受外力不做功且系统与外界没有热交换。
实验:验证机械能守恒定律 【知能准备】 1.实验目的：验证机械能守恒定律 2.实验原理： 在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以相互转化，但总的机 械能守恒。设某时刻物体的瞬时速度为V ，下落高度为h ，则有：mgh ＝mv 2/2 。故可利用打 点计时器测出重物下落时某时刻的瞬时速度及下落的高度，即可验证机械能是否守恒。 3.实验器材： 打点计时器、刻度尺 、 电源、纸带、复写纸片、重物、带有铁夹台、导线两根 4.实验步骤： （1）如图2-9-1所示，将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器； ⑵用手握着纸带，让重物静止地靠近打点计时器，然后接通电源，松开纸带，让重物自由落下，纸带上打下一系列小点。 ⑶更换纸带,用同样的方法再打几条以备选用. ⑷从几条打下点的纸带中挑选第一、二点间距离接近2mm 且点迹清楚的低带进行测量，测出一系列各计数点到第一个点的距离d 1、d 2，据公式Vn T d d n n 211-+-= ，计算物体在打下点1、2……时的即时速度v 1、v 2……，计算相应的动能的增加值。 ⑸用刻度尺测量纸带从点O 到点1、2……之间的距离h 1、h 2……，计算出相应减少的重力势能。 ⑹计算各点对应的势能减少量mgh ，以及增加的动能mv 2/2，并进行比较。 【同步导学】 1.原理理解： ⑴因为打点计时器每隔0.02 s 打点一次，在最初的0.02 s 内物体下落距离应为0.002 m ，所以应从几条纸带中尽量挑选点迹清晰呈一直线且第一、二点间接近2 mm 的纸带进行测量；二是在纸带上所选的点应该是连续相邻的点，每相邻两点时间间隔 t =0.02 s. ⑵因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值，所以不必测量物体的质量 m ，而只需验证n n gh v =22 1就行了。 例1:在验证机械能守恒定律的实验中，得到了一条如图2-9-2所示的纸带，纸带上的点记录了物体在不同时刻的位置，当打点计时器打点4时，物体的动能增加的表达式为△E k = 物体重力势能减小的表达式为 △E P = ，实验中是通过比较 来验证机械能守恒定律的（设交流电周期为T ）。 解答：△E k =2153()22D D m T -； △E P =mgD 4 ；2153()22D D T -与 gD 4是否相等 例2:关于验证机械能守恒定律的下列说法中正确的是： 2-9-1 2-9-2
功能关系能量守恒定律 考纲解读1.知道功是能量转化的量度，掌握重力的功、弹力的功、合力的功与对应的能量转化关系.2.知道自然界中的能量转化，理解能量守恒定律，并能用来分析有关问题． 1．[功能关系的理解]用恒力F向上拉一物体，使其由地面处开始加速上升到某一高度．若该过程空气阻力不能忽略，则下列说法中正确的是() A．力F做的功和阻力做的功之和等于物体动能的增量 B．重力所做的功等于物体重力势能的增量 C．力F做的功和阻力做的功之和等于物体机械能的增量 D．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物体机械能的增量 答案 C
2．[能的转化与守恒定律的理解]如图1所示，美国空军X－37B无人航天飞机于2010年4月首飞，在X－37B由较低轨道飞到较高轨道的过程中() 图1 A．X－37B中燃料的化学能转化为X－37B的机械能 B．X－37B的机械能要减少 C．自然界中的总能量要变大 D．如果X－37B在较高轨道绕地球做圆周运动，则在此轨道上其机械能不变 答案AD 解析在X－37B由较低轨道飞到较高轨道的过程中，必须启动助推器，对X－37B做正功，X－37B的机械能增大，A对，B错．根据能量守恒定律，C错．X－37B在确定轨道上绕地球做圆周运动，其动能和重力势能都不会发生变化，所以机械能不变，D 对． 3．[能量守恒定律的应用]如图2所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，B、C在水平线上，其距离d＝0.5 m．盆边缘的高度为h＝0.3 m．在A处放一个质量为m的小物块并让其由静止下滑．已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ＝0.1.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停下的位置到B的距离为()
功能关系机械能守恒 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-
功能关系——机械能守恒 一、怎样判断机械能是否守恒 1、下列四幅图表示不同的物理情景,其中机械能守恒的是( )。 图甲:把物体m 斜向上抛出到落至海平面,不计空气阻力 图乙:物体从静止开始以8 m/s 2的加速度竖直下落的过程 图丙:斜面体放在光滑的水平面上,滑块冲上光滑斜面顶端 图丁:用轻质杆连接质量不等的两个小球,当杆绕光滑轴O 从水平位置转到竖直位置 A.甲中的物体m B.乙中的物体 C.丙中滑块 D.丁中的两个小球组成的系统 2、下列说法正确的是( )。 A.如果物体(或系统)所受到的合外力为零,则机械能一定守恒 B.如果合外力对物体(或系统)做功为零,则机械能一定守恒 C.物体沿光滑曲面自由下滑的过程中,机械能不一定守恒 D.做匀加速运动的物体,其机械能可能守恒 二、机械能守恒定律的三种表达形式和用法 3、质量分别为m 和M(M=2m)的两个小球P 和Q,中间用轻质杆固定连接,在杆的中点O 处有一固定光滑转动轴,如图所示。现在把杆置于水平位置后自由释放,在Q 球顺时针摆动到最低位置的过程中,下列有关能量的说法正确的是( )。 A.Q 球的重力势能减少、动能增加,Q 球和地球组成的系统机械能守恒 球的重力势能增加,动能也增加,P 球和地球组成的系统机械能不守恒 球增加的机械能等于Q 球减少的机械能 、Q 系统减少的重力势能大于二者增加的动能 4、如图所示,固定在竖直面内的光滑圆环半径为R,圆环上套有质量分别为m 和2m 的小球A 、B(均可看做质点),且小球A 、B 用一长为2R 的轻质细杆相连,在小球B 从最高点由静止开始沿圆环下滑至最低点的过程中(已知重力加速度为g),下列说法正确的是 ( )。 球增加的机械能等于B 球减少的机械能 球增加的重力势能等于B 球减少的重力势能 球的最大速度为 gh 3 2 D.细杆对A 球做的功为mgR 三、单物体机械能守恒问题 5、如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图,其下半部AB 是一长为2R 的竖直细管,上半部BC 是半径为R 的四分之一圆弧弯管,管口沿水平方向,AB 管内有一原长为R 、下端固定的轻质弹簧。投饵时,每次总将弹簧长度压缩到后锁定,在弹簧上端放置一粒鱼饵,解除锁定,弹簧可将鱼饵弹射出去。设质量为m 的鱼饵到达管口C 时,对管壁的作用力恰 好为零。不计鱼饵在运动过程中的机械能损失,且锁定和解除锁 定时,均不改变弹簧的弹性势能。已知重力加速度为g 。求: （1）质量为m 的鱼饵到达管口C 时的速度大小v 1; （2）弹簧压缩到时的弹性势能Ep; （3）已知地面与水面相距,若使该投饵管绕AB 管的中轴线OO' 在90°角的范围内来回缓慢转动,每次弹射时只放置一粒鱼饵, 鱼饵的质量在3 2m 到m 之间变化,且均能落到水面。持续投放足
机械能守恒的条件判定试题汇编分类 条件表述：只有重力、弹簧弹力做功，机械能守恒，其它力做功会引起机械能的变化。 一、不同形式的运动 1．【江苏省南通市】1．在下列几种运动过程中，机械能守恒的是 A．物体沿粗糙斜面下滑 B．小球作自由落体运动 C．雨滴在空中匀速下落 D．汽车在水平路面上做减速运动 【答案】B 2．【江苏省南通市】3．“神舟”六号飞船发射升空后不久，将在离地面某一高度上沿着圆形轨道运行，由于飞船受稀薄空气的摩擦阻力，轨道高度会逐渐降低．在这种情况下，关于飞船的有关物理量的变化情况是 A．运行速度逐渐减小B．运行加速度逐渐减小 C．机械能逐渐减小D．机械能不变 【答案】C 3．【广东省湛江一中】5．在下列的几种运动中，机械能一定不守恒的是: A、质点做匀速圆周运动 B、物体做匀速直线运动 C、物体做匀变速运动 D、子弹打入木块的过程 【答案】D 4．【广东省从化市】3．下列几种运动中，遵守机械能守恒定律的运动是 A．自由落体运动B．雨点匀速下落 C．物体沿斜面匀速下滑D．汽车刹车的运动 【答案】A 5．【福建三明市】5．在下列实例中，不计空气阻力，机械能不守恒 ．．．的是：………（） A、做斜抛运动的手榴弹 B、沿竖直方向自由下落的物体 C、起重机将重物体匀速吊起 D、沿光滑竖直圆轨道运动的小球 【答案】C 二、不同说法的判断 6．【江苏省扬州市】18．下列叙述中正确的是 A.物体所受的合力为零，其机械能一定守恒 B.做匀变速直线运动的物体的机械能一定守恒; C.合外力对物体做功为零,其机械能一定守恒; D.只有重力对物体做功时,物体的机械能一定守恒 【答案】D 7．【江西南昌市】1、下列说法正确的是：（） A、物体机械能守恒时，一定只受重力和弹力的作用。 B、物体处于平衡状态时机械能一定守恒。
机械能守恒定律练习题 一、选择题（每题6分，共36分） 1、下列说法正确的是：（选CD ） A 、物体机械能守恒时，一定只受重力和弹力的作用。（是只有重力和弹力做功） B 、物体处于平衡状态时机械能一定守恒。（吊车匀速提高物体） C 、在重力势能和动能的相互转化过程中，若物体除受重力外，还受到其他力作用时，物体的机械能也可能守恒。（受到一对平衡力） D 、物体的动能和重力势能之和增大，必定有重力以外的其他力对物体做功。 2、两个质量不同而动能相同的物体从地面开始竖直上抛(不计空气阻力)，当上升到同一高度时，它们(选C) A.所具有的重力势能相等（质量不等） B.所具有的动能相等 C.所具有的机械能相等（初始时刻机械能相等） D.所具有的机械能不等 3、一个原长为L 的轻质弹簧竖直悬挂着。今将一质量为m 的物体挂在弹簧的下端，用手托住物体将它缓慢放下，并使物体最终静止在平衡位置。在此过程中，系统的重力势能减少，而弹性势能增加，以下说法正确的是（选A ） A 、减少的重力势能大于增加的弹性势能（手对物体的支持力也有做功，根据合外力做功为0） B 、减少的重力势能等于增加的弹性势能 C 、减少的重力势能小于增加的弹性势能 D 、系统的机械能增加（动能不变，势能减小） 4、如图所示，桌面高度为h ，质量为m 的小球，从离桌面高H 处 自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，小球落到 地面前的瞬间的机械能应为（选B ） A 、mgh B 、mgH C 、mg （H +h ） D 、mg （H -h ） 6、质量为m 的子弹，以水平速度v 射入静止在光滑水平面上质量为M 的木块， 并留在其中，下列说法正确的是（选BD ） A.子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等（与木块和子弹的动能，还有热能） B.阻力对子弹做的功与子弹动能的减少相等（子弹的合外力是阻力） C.子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等 D.子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功（一部分转化成热能） 二、填空题（每题8分，共24分） 7、从离地面H 高处落下一只小球，小球在运动过程中所受到的空气阻力是它重 力的k 倍，而小球与地面相碰后，能以相同大小的速率反弹，则小球从释放开始，直至停止弹跳为止，所通过的总路程为 H/k 。 8、如图所示，在光滑水平桌面上有一质量为M 的小车，小车跟 绳一端相连，绳子另一端通过滑轮吊一个质量为m 的砖码， 则当砝码着地的瞬间（小车未离开桌子）小车的速度大小为 在这过程中，绳的拉力对小车所做的功为________。 9、物体以100 k E J 的初动能从斜面底端沿斜面向上运动，当该物体经过斜面上某一点时，动能减少了80J ，机械能减少了32J ，则物体滑到斜面顶端时的机
物理学案专题3-机械能 机械能守恒 功能关系 能量守恒定律 一、基本概念 1. 重力势能：物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能。 公式：mgh E P = h ——物体具参考面的竖直高度 2. 重力势能参考面 a 重力势能为零的平面称为参考面； b 选取：原则是任意选取，但通常以地面为参考面 选取不同的参考面，物体具有的重力势能不同，但重力势能改变与参考面的选取无关。 3. 重力做功与重力势能的关系：21P P G E E W -= 重力做正功时，物体重力势能减少；重力做负功时，物体重力势能增加。 4. 弹簧的弹性势能：22 1kx E P = 5. 弹力做功与弹性势能的关系：21P P F E E W -= 6. 势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能，势能是系统所共有的。 7. 机械能包含动能和势能（重力势能和弹性势能）两部分，即P K E E E +=。 8. 机械能守恒定律:在只有重力或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，即 21E E = 2211P K P K E E E E +=+ ΔΕK = —ΔΕP ΔΕ1 = —ΔΕ2。 9. 机械能守恒条件: 做功角度：只有重力或弹力做功，无其它力做功； 外力不做功或外力做功的代数和为零； 系统内如摩擦阻力对系统不做功。 能量角度：首先只有动能和势能之间能量转化，无其它形式能量转化；只有系统内能量的交换，没有与外界的能量交换。 10. 能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变， 即 1212E E E E +=+其它其它机械能机械能。 二、常规题型 只有重力做功，机械能守恒，能量在重力势能和动能之间转变。 例1：在高处的同一点，将三个质量相同的小球，以大小相等的初速度分别上抛、平抛和下抛，并落到同一水平地面上，则（ ） A ．三个小球落地时，重力的瞬时功率相同
机械能守恒条件的判定方法及注意事项 王 佃 彬 （河北省唐山市丰南区第一中学 063300） 机械能守恒定律是高中物理中的一个重要守恒定律，是高考的重点内容，考查的特点是应用范围广，能力要求高，而灵活应用机械能守恒定律解题的前提是如何判断物体或系统是否满足守恒定律。 一．判定方法： 1.用做功判定： ⑴对物体：机械能守恒的条件是只有重力对 物体做功。 ⑵对系统：机械能守恒的条件是只有重力或弹簧弹力对物体做功。 例1.一物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图1所示，在A 点，物体开始与弹簧接触，到B 点时，物体速度为零，然后被弹回。下列说法中正确的是： A .物体与弹簧作用过程中，物体的机械能守恒； B .物体与弹簧作用过程中，物体与弹簧组成的系统机械能守恒； C .物体从A 下降到B 的过程中，物体的动能和重力势能之和不断减小； . D 物体从A 下降到B 的过程中，物体的动能不断减小。 解析：物体与弹簧作用过程中，由于弹簧弹力对物体做功，所以物体的机械能不守恒，A 错。在该过程中，对物体和弹簧组成的系统，只有重力和弹簧弹力对系统做功，所以系统机械能守恒，B 正确。物体从A 下降到B 的过程中，物体的机械能（动能和重力势能之和）减小量转化为弹簧的弹性势能，C 正确。当物体受力平衡（弹簧弹力和物体重力大小相等）时，动能最大，所以从从A 下降到B 的过程中，物体的动能先增大后减小，D 错。答案：B 、C 。 2.用能量转化判定： 若组成系统的物体间只有动能和重力势能（或弹性势能）相互转化，系统跟外界没有发生机械能转变成其他形式的能，系统的机械能守恒。 例2.如图2所示，一辆小车静止在光滑的水平面上，小车立柱上固定一条长为L 栓有小球的细绳，小球由和悬点在同一水平面处释放（绳刚拉直），小球在下摆过程中，不计一切阻力，下列说法正确的是： A .小球机械能守恒； B .小球机械能减小； C .小球和小车的总机械能守恒； . D 小球和小车的总机械能减小。 解析：小球在下摆过程中，小车会运动，小车的动能来自小球机械能的减小量， 所以A 错，B 正确。而对小球和小车组成的系统，其机械能没有和其他形式能转化， 所以系统机械能守恒，C 正确，D 错。答案：B 、C 。 二．注意事项： 1.判定物体机械能是否守恒，不能根据物体做什么运动判定： 例3.下列关于机械能守恒说法正确的是： A .做匀速直线运动的物体，其机械能一定守恒； B .做匀加速直线运动的物体，其机械能一定不守恒； C .做匀速圆周运动的物体，其机械能一定守恒； .D 以上说法都不正确。 解析：物体做匀速运动时，可能有除重力外的其他力对物体做功，例如：物体沿固定的粗糙斜面匀速下滑，有摩擦力对物体做功，物体机械能不守恒，A 错。匀加速运动的物体，所受力是恒力，若该恒力是重力，机械能守恒，例如做平抛运动的物体机械能守恒，B 错。做匀速圆周运动的物体动能不变，但势能可能变化，故其机械能也可能不守恒，C 错。答案：D 。 2.系统合外力为零不是机械能守恒的条件： 例4.如图3所示，一轻弹簧左端固定在长木板M 的左端，右端与小木块m 连接，且m 与M 及M 与地面间接触光滑。开始时，m 与M 均静止，现同时对m 、M 施加等大反向的水平恒力1F 和2F ，在两物体开始运动以后的整个过程中，对m 、M 和弹簧组成的系统（整个过程弹簧形变不超过其弹性程度），正确的说法是： 图1 B A 图2
期末测试（一） 一、选择题 1、下列关于功和能的说法正确的是（） A．功就是能，能就是功B．物体做功越多，物体的能就越大 C．外力对物体不做功，这个物体就没有能量D．能量转化的多少可用功来量度 2、如图所示，大小相同的力F作用在同一个物体上，物体分别沿光滑水平面、粗糙水平面、光滑斜面、竖直方向运动一段相等的距离x，已知力F与物体的运动方向均相同。 则上述四种情景中都相同的是( ) A．拉力F对物体做的功 B．物体的动能增量 C．物体加速度的大小 D．物体运动的时间 3、如图所示，质量为m的物体在恒力F的作用下以一定的初速度竖直向上运动， 物体的加速度方向向下，空气阻力不计，则物体的机械能（） A．一定增加 B．一定减少 C．一定不变 D．可能增加，也可能减少 4、在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块，抛出时的速度为v0，当它落到地面时速度为v，用g表示重力加速度，则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于（） A.mgh-mv2- B.-mgh C.mgh+mv2 D.mgh+mv2- 5、如图所示，质量为m的物体静止在水平光滑的平台上，系在物体上的绳子跨 过光滑的定滑轮，由地面上的人以速度v0水平向右匀速拉动，设人从地面上平台 的边缘开始向右行至绳与水平方向夹角为45°处，在此过程中人的拉力对物体 所做的功为（） A．B．C．D． 6、如图，质量为m的物块与转台之间的动摩擦因数为μ，物块与转轴相距R，物体随转台由静止开始转动，当转速增加到某值时，物块即将在转台上滑动，此时转台已开始做匀速转动，在这一过程中，摩擦力对物块做的功为（） A． 0 B．2πμmgR C． 2μmgR D．
机械能守恒问题 1.如图,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在将弹簧压缩到最短的整个过程中( ) A、小球动能与弹簧弹性势能之与不断增大 B、小球重力势能与弹簧弹性势能之与保持不变 C、小球重力势能与动能之与增大 D、小球重力势能、动能与弹簧弹性势能之与保持不变 【答案】AD 【解析】对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中,小球的动能、重力势能与弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化,没有与其她形式的能发生交换,也就说小球的动能、重力势能与弹簧的弹性势能之与保持不变.对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中,小球的重力势能一直减小,则小球动能与弹簧弹性势能之与不断增大,故A正确;在刚接触弹簧的时候这个时候小球的加速度等于重力加速度,在压缩的过程中,弹簧的弹力越来越大,小球所受到的加速度越来越小,直到弹簧的弹力等于小球所受到的重力,这个时候小球的加速度为0,要注意在小球刚接触到加速度变0的工程中,小球一直处于加速状态,由于惯性的原因,小球还就是继续压缩弹簧,这个时候弹簧的弹力大于小球受到的重力,小球减速,直到小球的速度为0,这个时候弹簧压缩的最短.所以小球的动能先增大后减小,所以重力势能与弹性势能之与先减小后增加.故B错误.弹簧就是一直被压缩的,所以弹簧的弹性势能一直在增大.因为小球的动能、重力势能与弹簧的弹性势能之与保持不变,重力势能与动能之与始终减小.故C错误.对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中,小球的动能、重力势能与弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化,没有与其她形式的能发生交换,也就说小球的动能、重力势能与弹簧的弹性势能之与保持不变.故D正确.故选AD. 点睛:根据能量守恒小球的动能、重力势能与弹簧的弹性势能之与保持不变.其中一个能量的变化可以反映出其余两个能量之与的变化. 2.如图所示,下列关于机械能就是否守恒的判断正确的就是( ) A、甲图中,物体A将弹簧压缩的过程中,A机械能守恒 B、乙图中,A置于光滑水平面,物体B沿光滑斜面下滑,物体B机械能守恒 C、丙图中,不计任何阻力时A加速下落,B加速上升过程中,A、B组成的系统机械能守恒 D、丁图中,小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时,小球的机械能守恒 【答案】CD 【解析】甲图中,物体A将弹簧压缩的过程中,除重力做功外,弹簧的弹力对A做负功,则A机械能不守恒,选项A错误;乙图中,A置于光滑水平面,物体B沿光滑斜面下滑,此时A将向后运动,则A对B的弹力将对B做功,则物体B机械能不守恒,选项B错误;
机械能守恒的判定方法 台前县第一高级中学刘庆真 一、机械能守恒的判断方法 1．守恒条件 只有重力或系统内的弹力做功．可以从以下两个方面理解 (1)只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动，物体的机械能守恒． (2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功．例如物体沿光滑的曲面下滑，受重力、曲 面的支持力的作用，但曲面的支持力不做功，物体的机械能守恒． 2．判断方法 (1)利用机械能的定义判断 若物体在水平面上匀速运动，其动能、势能均不变，机械能守恒；若一个物体沿斜面匀速下滑，其动能不变，重力势能减少，其机械能减少． (2)用做功判断 若物体系统只有重力(或弹簧的弹力)做功，或虽受其他力，但其他力不做功，则机械能守恒． (3)用能量转化来判断 若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则机械能守恒． 友情提示： (1)对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等，除非题目特别说明，否则机械能必定不守恒． (2)机械能守恒的条件绝不是合力的功等于零，更不是合力等于零，而是看是否只有重力或弹簧弹力做功． 1．如图所示，一轻质弹簧左端固定在长木板M的左端，右端与小木块m连接，且m与M及M与地面间接触光滑．开始时，m与M均静止，现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2.在两物体开始运动以后的整个运动过程中，对m、M和弹簧组成的系统(整个过程弹簧形变不超过其弹性限度)，正确的说法是() A．由于F1、F2等大反向，故系统的机械能守恒Array B．由于F1、F2分别对m、M做正功，故系统的动能不断增加 C．由于F1、F2分别对m、M做正功，故系统的机械能不断增加 D．当弹簧的弹力大小与F1、F2的大小相等时，m、M的动能最大 解析：选D.开始拉力大于弹力，F1、F2对物体均做正功，所以机械能增加．当拉力等于弹力时，物体速度最大，故动能最大；当拉力小于弹力时，物体做减速运动，速度减小 到零以后，物体反向运动，拉力F1、F2均做负功，故机械能减少．
实验8 验证机械能守恒定律(必考) [考纲解读] (1)会根据纸带测定下落的距离，掌握测量瞬时速度的方法。(2)能根据实验数据得出实验结论。(3)能对实验误差的产生原因作定性分析。 ,误差分析 1.减小测量误差：一是测下落距离时都从0点量起，一次将各打点对应下落高度测量完，二是多测几次取平均值。 2.误差来源：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量ΔE k＝1 2 mv2n必定稍小于重力势 能的减少量ΔE p＝mgh n，改进办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力。 考点一实验原理与实验操作 1.打点计时器要竖直：安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内以减少摩擦阻力。 2.重物密度要大：重物应选用质量大、体积小、密度大的材料。 3.一先一后：应先接通电源，让打点计时器正常工作，后松开纸带让重物下落。 4.测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用v n＝h n＋1－h n－1 2T ，不能用v n＝2gh n或v n＝gt来计算。
1.利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案： A.用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时速度v B.用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v＝2gh计算出瞬时速度v C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速 度v，并通过h＝v2 2g 计算出高度h D.用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v 以上方案中只有一种正确，正确的是________。(填入相应的字母) 解析在验证机械能守恒定律的实验中不能将物体下落的加速度看做g，只能把它当做未知的定值，所以正确方案只有D项。 答案 D 2.用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6 V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对图中纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律。 (1)下面列举了该实验的几个操作步骤： A.按照图示的装置安装器件 B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上 C.用天平测出重锤的质量 D.先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带
机械能守恒问题答案精 选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
机械能守恒问题 1．如图，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中（） A. 小球动能和弹簧弹性势能之和不断增大 B. 小球重力势能和弹簧弹性势能之和保持不变 C. 小球重力势能和动能之和增大 D. 小球重力势能、动能与弹簧弹性势能之和保持不变 【答案】AD 【解析】对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变．对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的重力势能一直减小，则小球动能和弹簧弹性势能之和不断增大，故A正确；在刚接触弹簧的时候这个时候小球的加速度等于重力加速度，在压缩的过程中，弹簧的弹力越来越大，小球所受到的加速度越来越小，直到弹簧的弹力等于小球所受到的重力，这个时候小球的加速度为0，要注意在小球刚接触到加速度变0的工程中，小球一直处于加速状态，由于惯性的原因，小球还是继续压缩弹簧，这个时候弹簧的弹力大于小球受到的重力，小球减速，直到小球的速度为0，这个时候弹簧压缩的最短．所以小球的动能先增大后减小，所以重力势能和弹性势能之和先减小后增加．故B错误．弹簧是一直被压缩的，所以弹簧的弹性势能一直在增大．因为小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，重力势能和动能之和始终减小．故C错误．对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变．故D正确．故选AD． 点睛：根据能量守恒小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变．其中一个能量的变化可以反映出其余两个能量之和的变化． 2．如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是 ( ) A. 甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒 B. 乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒 C. 丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成的系统机械能守恒 D. 丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒