高中物理易错题机械能

例1 如图3-1，小物块位于光滑斜面上，斜面位于光滑水平地面上，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力 [ ]A．垂直于接触面，做功为零B．垂直于接触面，做功不为零C．不垂直于接触面，做功为零D．不垂直于接触面，做功不为零【错解】斜面对小物块的作用力是支持力，应与斜面垂直，因为支持力总与接触面垂直，所以支持力不做功。

故A选项正确。

【错解原因】斜面固定时，物体沿斜面下滑时，支持力做功为零。

受此题影响，有些人不加思索选A。

这反映出对力做功的本质不太理解，没有从求功的根本方法来思考，是形成错解的原因。

【分析解答】根据功的定义W=F·scosθ为了求斜面对小物块的支持力所做的功，应找到小物块的位移。

由于地面光滑，物块与斜面体构成的系统在水平方向不受外力，在水平方向系统动量守恒。

初状态系统水平方向动量为零，当物块有水平向左的动量时，斜面体必有水平向右的动量。

由于m＜M，则斜面体水平位移小于物块水平位移。

根据图3-2上关系可以确定支持力与物块位移夹角大于90°，则斜面对物块做负功。

应选B。

例2 以20m/s的初速度，从地面竖直向上势出一物体，它上升的最大高度是18m。

如果物体在运动过程中所受阻力的大小不变，则物体在离地面多高处，物体的动能与重力势能相等。

(g=10m/s2)【错解】以物体为研究对象，画出运动草图3-3，设物体上升到h高处动能与重力势能相等此过程中，重力阻力做功，据动能定量有物体上升的最大高度为H由式①，②，③解得h=9.5m【错解原因】初看似乎任何问题都没有，仔细审题，问物全体离地面多高处，物体动能与重力势相等一般人首先是将问题变形为上升过程中什么位置动能与重力势能相等。

而实际下落过程也有一处动能与重力势能相等。

【分析解答】上升过程中的解同错解。

设物体下落过程中经过距地面h′处动能等于重力势能，运动草图如3-4。

据动能定量解得h′=8.5m例3 如图3－5，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。

高中物理机械能及守恒定律专题及解析高中物理机械能及守恒定律专题及解析一、机械能的概念及计算公式机械能是指一个物体同时具有动能和势能的能量，它是物体运动时的总能量。

机械能可以通过以下公式计算：机械能 = 动能 + 势能其中，动能的公式为：动能 = 1/2 ×质量 ×速度²势能的公式为：势能 = 质量 ×重力加速度 ×高度二、机械能守恒定律的表述及应用机械能守恒定律指的是，在一个封闭系统中，如果只有重力做功，没有其他非保守力做功，那么该系统的机械能守恒，即机械能的总量不会发生变化。

这一定律可以通过以下实验进行验证：将一个小球从一定高度上自由落下，当小球下落到一定高度时，用一个弹性绳接住小球，使其反弹上升，然后再次自由下落。

实验结果表明，当小球反弹的高度恰好等于初始下落高度时，机械能守恒定律成立。

在实际应用中，机械能守恒定律常常用于解决与能量转换和效率有关的问题。

例如，我们可以利用机械能守恒定律计算斜面上物体的滑动速度或滑动距离，来评估机械装置的效率。

此外，机械能守恒定律还可以用于解决弹簧振子、单摆等周期性运动问题。

三、机械能守恒定律的应用实例分析1. 斜面上物体滑动问题假设一个物体从斜面的顶端自由滑下，忽略空气阻力和摩擦力，那么当物体滑到斜面的底端时，动能和势能的变化可以用机械能守恒定律来表达。

设物体的质量为m，斜面的高度差为h，斜面的倾角为θ。

假设物体在斜面上的速度为v，那么动能和势能的变化可以表示为：动能的变化：ΔK = K(终) - K(始) = 1/2 × m × v² - 0 = 1/2 × m ×v²势能的变化：ΔU = U(终) - U(始) = m × g × h × sinθ - 0 = m × g× h × sinθ根据机械能守恒定律，动能的变化等于势能的变化，即：1/2 × m × v² = m × g × h × sinθ通过求解上述方程，可以得到物体在斜面上的滑动速度v的数值。

高中物理第八章机械能守恒定律必须掌握的典型题单选题1、一物体在运动过程中，重力做了-2J的功，合力做了4J的功，则（）A．该物体动能减少，减少量等于4JB．该物体动能增加，增加量等于4JC．该物体重力势能减少，减少量等于2JD．该物体重力势能增加，增加量等于3J答案：BAB．合外力所做的功大小等于动能的变化量，合力做了4J的功，物体动能增加4J，故A错误，B正确；CD．重力做负功，重力势能增大，重力做正功，重力势能减小，所以重力势能增加2J，故CD错误。

故选B。

2、如图所示，重为G的物体受一向上的拉力F，向下以加速度a做匀减速运动，则（）A．重力做正功，拉力做正功，合力做正功B．重力做正功，拉力做负功，合力做负功C．重力做负功，拉力做正功，合力做正功D．重力做正功，拉力做负功，合力做正功答案：B由于物体向下运动，位移方向向下，因此重力方向与位移方向相同，重力做正功，拉力方向与位移方向相反，拉力做负功，由于物体向下做匀减速运动，加速度方向向上，因此合力方向向上，合力方向与位移方向相反，合力做负功。

故选B。

3、关于机械能，以下说法正确的是（）A．质量大的物体，重力势能一定大B．速度大的物体，动能一定大C．做平抛运动的物体机械能时刻在变化D．质量和速率都相同的物体，动能一定相同答案：DA．重力势能的大小与零势能面的选取有关，质量大但重力势能不一定大，A错误；B．动能的大小与质量以及速度有关，所以速度大小，动能不一定大，B错误；C．平抛运动过程中只受重力作用，机械能守恒，C错误；D．根据E k=12mv2可知质量和速率都相同的物体，动能一定相同，D正确。

故选D。

4、人造地球卫星绕地球旋转时，既具有动能又具有引力势能（引力势能实际上是卫星与地球共有的，简略地说此势能是人造卫星所具有的）。

设地球的质量为M，半径为R，取离地无限远处为引力势能零点，则距离地心为r，质量为m的物体引力势能为E p=−GMmr（G为引力常量），假设质量为m的飞船在距地心r1的近地点速度为v1，下列说法中错误的是（）A．飞船在椭圆轨道上正常运行时具有的机械能GMm2r1B．飞船在椭圆轨道距离地心r2时的速度大小√v12+2GMr2−2GMr1C．地球的第一宇宙速度√GMRD．该飞船在近地点的加速度为G Mr12答案：AA．由于飞船在椭圆轨道上机械能守恒，所以飞船的机械能等于在近地点的机械能，机械能为E=12mv12−GMmr1故A错误，符合题意；B ．根据机械能守恒有12mv 12−GMm r 1=12mv 22−GMm r 2解得v 2=√v 12+2GM r 2−2GM r 1 故B 正确，不符合题意；C ．对地球近地卫星，其正常运行速度即为地球的第一宇宙速度，根据向心力公式有G Mm R 2=m v 2R解得v =√GM R故C 正确，不符合题意；D ．飞船在近地点时，根据万有引力定律和牛顿第二定律有GMm r 12=ma 解得a =GM r 12 故D 正确，不符合题意。

一、选择题1．如图所示，运动员把质量为m 的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最高点高度为h ，在最高点时的速度为v ，不计空气阻力，重力加速度为g 。

下列说法正确的是（ ）A ．运动员踢球时对足球做功12mv 2B ．足球上升过程重力做功mghC ．运动员踢球时对足球做功mgh +12mv 2D ．足球上升过程克服重力做功mgh +12mv 2 2．如图所示是健身用的“跑步机”示意图，质量为m 的运动员踩在与水平面成a 角的静止皮带上，运动员用力向后蹬皮带，运动过程中人对皮带的摩擦力恒为f 。

使皮带以速度v 匀速向后运动，则在运动过程中，下列说法正确的是（ ）A ．人脚对此皮带的摩擦力等于皮带对人脚的摩擦力B ．人对皮带做功的功率为fvC ．人对皮带做功的功率为mgvD ．人对皮带不做功3．幼儿园滑梯（如图甲所示）是孩子们喜欢的游乐设施之一，滑梯可以简化为如图乙所示模型。

一质量为m 的小朋友（可视为质点），从竖直面内、半径为r 的圆弧形滑道的A 点由静止开始下滑，利用速度传感器测得小朋友到达圆弧最低点B 时的速度大小为2gr （g 为当地的重力加速度）。

已知过A 点的切线与竖直方向的夹角为30°，滑道各处动摩擦因数相同，则小朋友在沿着AB 下滑的过程中（ ）A．在最低点B时对滑道的压力大小为32 mgB．处于先超重后失重状态C．重力的功率先减小后增大D．克服摩擦力做功为2mgr4．我国高铁舒适、平稳、快捷.列车高速运行时所受阻力主要是空气阻力，设其大小和车速成正比，则高铁分别以75m/s和100m/s的速度匀速运行时，高铁克服空气阻力的功率之比为（）A．4:3B．3:4C．16:9D．9:165．一物体在光滑斜面上受到一平行于斜面、方向不变的力作用，由静止开始沿斜面运动。

运动过程中小物块的机械能E与路程x的关系图像如图所示，其中10x过程的图线为曲线，12x x过程的图线为直线。

忽略空气阻力。

2023人教版带答案高中物理必修二第八章机械能守恒定律微公式版考点突破单选题1、如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行，初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。

若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v-t图象（以地面为参考系）如图乙所示。

已知v2>v1，物块和传送带间的动摩擦因数为μ，物块的质量为m。

则（）A．t2时刻，小物块离A处的距离最大B．0∼t2时间内，小物块的加速度方向先向右后向左C．0∼t2时间内，因摩擦产生的热量为μmg[v12(t2+t1)+v2t12]D．0∼t2时间内，物块在传送带上留下的划痕为v2+v12(t1+t2)答案：CA．初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带，小物块在传送带上运动的v−t图象可知，t1时刻，小物块离A处的距离达到最大，A错误；B．0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向一直向右，所以小物块的加速度方向一直向右，B错误；CD．0～t1时间内物体相对地面向左的位移s1=v2 2 t1这段时间传送带向右的位移s 2=v 1t 1因此物体相对传送带的位移Δs 1=s 1+s 2=v 22t 1+v 1t 1t 1～t 2时间内物体相对地面向右的位移s 1′=v 12(t 2−t 1) 这段时间传送带向右的位移s 2′=v 1(t 2−t 1)因此物体相对传送带的位移Δs 2=s 2′−s 1′=v 12(t 2−t 1) 0∼t 2时间内物块在传送带上留下的划痕为Δs =Δs 1+Δs 2=v 12(t 2+t 1)+v 2t 120～t 2这段时间内，因此摩擦产生的热量Q =μmg ×Δs =μmg [v 12(t 2+t 1)+v 2t 12]C 正确，D 错误。

故选C 。

2、如图所示，在光滑地面上，水平外力F 拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动。

高考物理易错题专题三物理牛顿运动定律(含解析)及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1．利用弹簧弹射和传送带可以将工件运送至高处。

如图所示，传送带与水平方向成37度角，顺时针匀速运动的速度v ＝4m/s 。

B 、C 分别是传送带与两轮的切点，相距L ＝6.4m 。

倾角也是37︒的斜面固定于地面且与传送带上的B 点良好对接。

一原长小于斜面长的轻弹簧平行斜面放置，下端固定在斜面底端，上端放一质量m ＝1kg 的工件（可视为质点）。

用力将弹簧压缩至A 点后由静止释放，工件离开斜面顶端滑到B 点时速度v 0＝8m/s ，A 、B 间的距离x ＝1m ，工件与斜面、传送带问的动摩擦因数相同，均为μ＝0.5，工件到达C 点即为运送过程结束。

g 取10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：（1）弹簧压缩至A 点时的弹性势能；（2）工件沿传送带由B 点上滑到C 点所用的时间；（3）工件沿传送带由B 点上滑到C 点的过程中，工件和传送带间由于摩擦而产生的热量。

【答案】(1)42J,(2)2.4s,(3)19.2J【解析】【详解】（1）由能量守恒定律得，弹簧的最大弹性势能为：2P 01sin 37cos372E mgx mgx mv μ︒︒=++ 解得：E p ＝42J（2）工件在减速到与传送带速度相等的过程中，加速度为a 1，由牛顿第二定律得： 1sin 37cos37mg mg ma μ︒︒+=解得：a 1＝10m/s 2 工件与传送带共速需要时间为：011v v t a -=解得：t 1＝0.4s 工件滑行位移大小为：220112v v x a -= 解得：1 2.4x m L =<因为tan 37μ︒<，所以工件将沿传送带继续减速上滑，在继续上滑过程中加速度为a 2，则有：2sin 37cos37mg mg ma μ︒︒-=解得：a 2＝2m/s 2假设工件速度减为0时，工件未从传送带上滑落，则运动时间为：22vt a = 解得：t 2＝2s工件滑行位移大小为：2 3? 1n n n n n 解得：x 2＝4m工件运动到C 点时速度恰好为零，故假设成立。

一、选择题1．质量为m 的乒乓球在离台高h 处时速度刚好水平向左，大小为v 1运动员在此时用球拍击球，使球以大小为2v 的速度水平向右飞出，球拍和乒乓球作用的时间极短，则（ ） A ．击球前后球动量改变量的方向水平向左B ．击球前后球动量改变量的大小是21mv mv +C ．击球前后球动量改变量的大小是21mv mv -D ．球拍击球前乒乓球机械能不可能是2112mgh mv + 2．如图所示，体积相同的匀质小球A 和B 并排悬挂，静止时悬线平行，两球刚好接触，悬点到球心的距离均为L ，B 球悬线右侧有一固定的光滑小铁钉P ，O 2P=34L 。

现将A 向左拉开60°角后由静止释放，A 到达最低点时与B 发生弹性正碰，碰后B 做圆周运动恰能通过P 点的正上方。

已知A 的质量为m ，取3=1.73，5=2.24，则B 的质量约为（ ）A ．0.3mB ．0.8mC ．mD ．1.4m3．一质量为m 的铁锤，以速度v 竖直打在木桩上，经过t ∆时间后停止，则在打击时间内，铁锤对木桩的平均冲力的大小是（ ）A ． mg t ∆B ． mv t ∆C ． mv mg t +∆D ． mv mg t-∆ 4．如图是一颗质量50g m =的子弹匀速射过一张扑克牌的照片，子弹完全穿过一张扑克牌所需的时间1t 约为41.010s -⨯，子弹的真实长度为2.0cm （扑克牌宽度约为子弹长度的4倍），若子弹以相同初速度经时间32 1.010s -=⨯t 射入墙壁，则子弹射入墙壁时，其对墙壁的平均作用力约为（ ）A ．4510N ⨯B ．4410N ⨯C ．5510N ⨯D ．5410N ⨯5．一轻质弹簧下端固定在倾角为θ=30°的光滑斜面底端，上端拴接一质量为m 的挡板A ，挡板A 处于静止状态。

现将一质量为2m 的物体B 从斜面上距离挡板A 上方L 处由静止释放，物体B 和挡板A 碰撞后一起向下运动的最大距离为s ，重力加速度为g ，则下列说法正确的是( )A ．A 、B 碰撞后瞬间的速度为gL B ．A 、B 碰撞后瞬间的加速度为3g C ．A 、B 碰撞后瞬间的加速度与运动到最低点时的加速度大小相等 D ．在最低点时弹簧弹性势能的增量为()232mg L s +6．静止在光滑水平面上的物体，受到水平拉力F 的作用，拉力F 随时间t 变化的图象如图所示，则下列说法中正确的是（ ）A ．0~4s 内物体的位移为零B ．0~4s 内拉力对物体做功不为零C ．4s 末物体的动量为零D ．0~4s 内拉力对物体的冲量不为零 7．在光滑水平面上，有两个小球A 、B 沿同一直线同向运动（B 在前），已知碰前两球的动量分别为p A =12kg·m/s 、p B =13kg·m/s ，碰后它们的动量变化分别为Δp A 、Δp B ，下列数值可能正确的是（ ）A ．Δp A =-3kg·m/s 、ΔpB =3kg·m/sB ．Δp A =3kg·m/s 、Δp B =-3kg·m/sC ．Δp A =-24kg·m/s 、Δp B =24kg·m/sD ．Δp A =24kg·m/s 、Δp B =-24kg·m/s8．水上飞行器是来自法国的水上游乐设施，国内盛行，它利用喷水装置产生的反冲动力，让人在水上腾空而起。

易错专练13：功和机械能易错点一：不能正确理解做功的两个必要因素，误认为沿斜面滚下的长度是物体重力做功时通过的距离。

典例1：如图所示，将一个重3N的物体匀速拉到斜面顶端，人沿斜面向上的拉力为2N，物体沿斜面移动的距离为0.8m，上升的高度为0.4m，则物体重力做功为J．【错解】2.4，理由：克服物体重力所做的功：W =Gh=3N×0.8m=2.4J。

【析错】（1）克服物体重力所做的功是有用功，利用W=Gh计算拉力所做的有用功；（2）使用任何机械都不省功，拉力所做的功是总功，利用W=Fs计算拉力所做的功；机械效率等于有用功与总功的比值．【正解】1.2，理由：（1）已知G=3N，h=0.4m，所以克服物体重力所做的功：W =Gh=3N×0.4m=1.2J。

针对训练1：（2018•安徽模拟）质量为m的木块在F的作用下，沿着长为L的粗糙斜面匀速运动到高为h的斜坡的顶端，则在此过程中（）A．支持力做的功为FL B．拉力做的功为FhC．克服重力做的功为mgh D．克服摩擦力做的功为FL【解析】A、由题和图可知，木块在支持力的方向上通过的距离为零，所以支持力做的功为0J．故A 错误；B、拉力做的功为W=FL．故B错误；C、克服重力做的功为W=Gh=mgh．故C正确；D、因为木块沿着长为L的粗糙斜面匀速运动到高为h的斜坡的顶端的过程中，拉力和摩擦力不是平衡力，大小不相等。

克服摩擦力做的功为W≠FL，故D。

故选C。

【答案】C易错点二：不理解楼高的算法。

典例2：（2018•武昌区一模）食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量。

从能量转化与守恒角度来说，食物提供的________能会转化为________能和机械能等。

人体摄入的能量（营养师常称之为热量）过多或过少，都有损于健康。

瘦猪肉所含能量约为“6×103J/100g”，一个60kg的中学生，从一楼步行至教学楼4楼（走了3个楼层），每层楼高3m，他克服重力做功________J（g=10N/kg），如果他上楼消耗能量完全来自他食用的瘦猜肉，他至少食用________g瘦猪肉。

机械能守恒定律练习一、单选题1.下列所述的物体在运动过程中满足机械能守恒的是( )A. 跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降B. 忽略空气阻力，物体竖直上抛C. 火箭升空过程D. 拉着物体沿光滑斜面匀速上升【答案】B【解析】解：A、跳伞运动员在空中匀速下降，动能不变，重力势能减小，因机械能等于动能和势能之和，则机械能减小。

故A错误。

B、忽略空气阻力，物体竖直上抛，只有重力做功，机械能守恒，故B正确。

C、火箭升空，动力做功，机械能增加。

故C错误。

D、物体沿光滑斜面匀速上升，动能不变，重力势能在增加，所以机械能在增大。

故D错误。

故选：B。

物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹簧弹力做功，或看物体的动能和势能之和是否保持不变，即采用总量的方法进行判断。

解决本题的关键掌握判断机械能是否守恒的方法，1、看是否只有重力做功。

2、看动能和势能之和是否不变。

2.安徽芜湖方特水上乐园是华东地区最大的水上主题公园。

如图为彩虹滑道，游客先要从一个极陡的斜坡落下，接着经过一个拱形水道，最后达到末端。

下列说法正确的是( )A. 斜坡的高度和拱形水道的高度差要设计合理，否则游客经过拱形水道的最高点时可能飞起来B. 游客从斜坡的最高点运动到拱形水道最高点的过程中，重力一直做正功C. 游客从斜坡下滑到最低点时，游客对滑道的压力最小D. 游客从最高点直至滑到最终停下来过程中，游客的机械能消失了【答案】A【解析】解：A、斜坡的高度和拱形水道的高度差要设计合理，不能让游客经过拱形水A正确；B、游客从斜坡的最高点运动到拱形水道最高点的过程中，游客的位置是先降低后升高，所以重力先做正功后做负功，故B错误；C、游客从斜坡上下滑到最低点时，加速度向上，处于超重状态，游客对滑道的压力最大，故C错误；D、游客从最高点直至滑到最终停下来过程中，游客的机械能没有消失，而是转化为其他形式的能(内能)，故D错误。

故选：A。

高点运动到拱形水道最高点的过程中，游客是先降低后升高的；游客在最低点时，其加速度向上，游客处于超重状态；整个过程是符合能量守恒的，机械能不是消失，而是转化为其它形式的能。

易错点05 机械能守恒定律易错题【01】对机械能守恒定律分析有误一、重力做功与重力势能1．重力做功的特点：重力做功与路径无关，只与始、末位置的高度差有关。

2．重力势能(1)表达式：E p＝mgh。

[注1](2)重力势能的特点：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，重力势能减小；重力对物体做负功，重力势能增大。

(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W G＝E p1－E p2＝－ΔE p。

二、弹性势能1．定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能。

2．弹力做功与弹性势能变化的关系[注2]：弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增大。

即W＝－ΔE p。

三、机械能守恒定律1．内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。

[注3]2．表达式：E k1＋E p1＝E k2＋E p2。

易错题【02】对机械能守恒定律的判断方法有误1．对机械能守恒条件的理解第1页共17页(1)只受重力作用，例如做平抛运动的物体机械能守恒。

(2)除重力外，物体还受其他力，但其他力不做功或做功代数和为零。

(3)除重力外，只有系统内的弹力做功，并且弹力做的功等于弹性势能减少量，那么系统的机械能守恒。

注意：并非物体的机械能守恒，如与弹簧相连的小球下摆的过程，小球机械能减少。

2．机械能是否守恒的三种判断方法(1)利用做功及守恒条件判断。

(2)利用机械能的定义判断：若物体或系统的动能、势能之和保持不变，则机械能守恒。

(3)利用能量转化判断：若物体或系统与外界没有能量交换，内部也没有机械能与其他形式能的转化，则机械能守恒。

1．机械能守恒的三种表达式对比2．求解单个物体机械能守恒问题的基本思路第2页共17页(1)选取研究对象——物体。

(2)根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒。