2022年高考物理一轮复习专题六机械能及其守恒定律考点三机械能守恒定律及其应用教学案含解析.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载考点三 机械能守恒定律及其应用基础点 学问点 1 重力做功与重力势能 1重力做功的特点 1 重力做功与路径无关,只与始末位置的高度差有关；2 重力做功不引起物体机械能的变化；2重力势能 定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积； 1 2 表达式： Epmgh；3 矢标性：重力势能是标量,但有正负,其意义表示物体的重力势能比它在参考平面 是大仍是小；4 重力势能的特点 系统性：重力势能是物体和地球所共有的；相对性： 重力势能的大小与参考平面的选取有关,取无关；3重力做功与重力势能变化的关系但重力势能的变化与参考平面的选

2、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削减量,即 W G Ep2Ep1 Ep；3 重力势能的变化量是肯定的,与参考平面的选取无关；学问点 2 弹性势能1定义：发生弹性形变的物体之间,由于有弹力的相互作用而具有势能；2弹力做功与弹性势能变化的关系1 弹力做功与弹性势能变化的关系类似于重力做功与重力势能变化的关系,用公式表示： W Ep； 2 对于弹性势能,一般地,物体的弹性形变量越大,弹性势能越大；3重力势能与弹性势能的比较内容重力势能弹性势能概念物体由于被举高而具有的能物体由于发生弹性形变而具有的能大小Ep

3、mgh 与形变量及劲度系数有关相对性大小与所选取的参考平面有关一般选弹簧形变为零的状态为弹性势能零点学问点 3 机械能守恒定律及其应用1机械能：动能和势能统称为机械能,其中势能包括弹性势能和重力势能；2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,动能与势能可以相互转化,而总的机名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载械能保持不变；2 常用的三种表达式；守恒式： E1E2或 Ek1Ep1Ek2Ep2； E1、E2分别表示系统初末状态时的总机械能 转化式： Ek Ep 或 Ek 增 Ep 减；

4、 表示系统势能的削减量等于动能的增加量 转移式： EA EB或 EA增 EB减； 表示系统只有 械能等于 B削减的机械能 重难点一、机械能守恒定律的懂得1对机械能守恒条件的懂得A、 B两物体时, A 增加的机机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功；可分以下三层懂得：1 只受重力作用： 如在不考虑空气阻力的情形下的各种抛体运动 自由落体、竖直上抛、平抛、斜抛等 ；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、曲面的支持力作用, 但曲面的支持力对物体不做功；在光滑水平面上运动的小球遇到弹簧,把弹簧压缩后又被弹簧弹回来；3 除重力和弹力之外,仍有其他力做功,但其

5、他力做功的总和为零,系统机械能没有 转化为其他形式的能,物体的机械能不变,这不是真正的守恒,但也可以当做守恒来处理；2机械能守恒的判定方法1 利用机械能的定义判定 直接判定 ：分析动能和势能的和是否变化；2 用做功判定：如物体或系统只有重力 或弹簧的弹力 做功,或有其他力做功,但其 他力做功的代数和为零,就机械能守恒；3 用能量转化来判定：如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,就物体系统机械能守恒；特殊提示 1 系统所受到的合外力为零时,系统机械能不肯定守恒；如当物体在做竖直向上、向 下方向匀速直线运动时,所受到的合外力为零,但机械能不守恒；2 系统所受到的合外

6、力不为零,但不做功或做功为零时,系统机械能不肯定守恒；例如图中, 带正电的离子在复合场 匀强电场、 匀强磁场和重力场中,如重力和电场力名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载相等, 洛伦兹力供应向心力,离子在竖直平面内做匀速圆周运动；重力势能发生变化,故机械能不守恒；物体的动能不变,但物体3 对于绳子突然绷紧、非完全弹性碰撞的问题机械能必定不守恒；3机械能守恒定律三种守恒表达式的比较特殊提示名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - -

7、学习必备 欢迎下载1 系统的机械能守恒是指在整个过程中系统的机械能始终不变 不仅仅是初状态和末状态的机械能相等 ,但在应用机械能守恒定律解决问题时,只需考虑运动的初状态和末状 态,不必考虑中间过程的细节变化；2 应用守恒观点时需要规定重力势能的零势能面,应用转化观点或转移观点时就不必 规定重力势能的零势能面,只关注势能的变化量即可；3 机械能守恒定律的争论对象肯定是系统,至少包括地球在内,说某个物体机械能守 恒是忽视地球这一物体的习惯说法；二、机械能守恒定律的基本应用 1应用机械能守恒定律解题的基本思路和步骤 1 选取争论对象：确定争论对象是单个物体,仍是多个物体组成的系统,其中是否包 含有弹

8、簧；2 进行受力分析：分析争论对象在运动过程中的受力情形,明确各力的做功情形,判 断机械能是否守恒；3 选取零势能面：确定争论对象在初、末状态的机械能,E EkEp；4 列方程：依据机械能守恒定律选取三种表达式中合乎题意的情形列出方程；5 解方程验结果：解出方程求出结果,并对结果进行必要的争论和说明；2机械能守恒定律与动能定理的比较机械能守恒定律 动能定理 没有条件限制, 它不但答应重适用条件只有重力或弹力做功力和弹力做功, 仍答应其他力做功不分析思路只需分析争论对象初、末状态不但要分析争论对象初、末状同态的动能, 仍要分析全部外力的动能和势能点争论对象所做的功一般是物体组成的系统一般是一个物

9、体 质点 书写方式有多种书写方式, 一般常用等等号左边肯定是合力的总功,号两边都是动能与势能的和右边是动能的变化1 思想方法相同： 机械能守恒定律和动能定理都是从做功和 相同点 能量转化的角度来争论物体在力的作用下状态的变化；2 表达这两个规律的方程都是标量式特殊提示 1 列方程时,选取的表达角度不同,表达式不同,对参考平面的选取要求也不肯定相 同；2 应用机械能守恒能解决的问题,应用动能定理同样能解决,但其解题思路和表达式 有所不同；3 机械能守恒定律是一种“ 能能转化” 关系,而动能定理是一种“ 功能转化量度” 关名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 17 页精选学习资料

10、 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载而动能定理没有系,列方程时要留意二者的角度不同；同时,机械能守恒定律是有条件的,条件限制；三、两 多 物体系统机械能守恒问题求解这类问题的方法是第一找到两 多 物体的速度关系从而确定系统动能的变化,其次找到两 多 物体上升或下降的高度关系从而确定系统重力势能的变化,然后依据系统动能的变化等于重力势能的变化列方程求解；其中查找两 多 物体的速度关系是求解问题的关键,按两 多 物体连接方式和速度关系一般可分为如下三种：1 速率相等的连接体：如图甲所示,A、B 在运动过程中速度大小相等,依据系统削减的重力势能等于系统增加的动能列方程求解；2 角速

11、度相等的连接体：如图乙所示,一轻质细杆的两端分别固定着 A、 B 两小球, O点是一垂直纸面的光滑水平轴,A、B 在运动过程中角速度相等,其线速度的大小与半径成正比,依据系统削减的重力势能等于系统增加的动能列方程求解；3 某一方向分速度相等的连接体：如图丙所示, A 放在光滑斜面上,B穿过竖直光滑杆PQ下滑,将 B 的速度 v 沿绳子和垂直绳子分解,如图丁所示,其中沿绳子的分速度 vx是与A的速度大小相等,依据系统削减的重力势能等于系统增加的动能列方程求解；1思维辨析名师归纳总结 1 重力势能的大小与零势能参考面的选取有关； 第 5 页,共 17 页2 重力势能的变化与零势能参考面的选取无关；

12、 3 被举到高处的物体重力势能肯定不为零； 4 克服重力做功,物体的重力势能肯定增加； 5 发生弹性形变的物体都具有弹性势能； 6 弹力做正功弹性势能肯定增加； 7 物体所受的合外力为零,物体的机械能肯定守恒； 8 物体的速度增大时,其机械能可能减小； 9 物体除受重力外, 仍受其他力, 但其他力不做功, 就物体的机械能肯定守恒；答案1 2 3 4 5 6 7 8 9 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载2如下列图,斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上,现将一小球从图示位置静止释放,不计一切摩擦,就在小球从释放到落至地面的过程中,以下说法

13、正确选项 A斜劈对小球的弹力不做功B斜劈与小球组成的系统机械能守恒C斜劈的机械能守恒D小球重力势能减小量等于斜劈动能的增加量答案B 系统机解析不计一切摩擦, 小球下滑时, 小球和斜劈组成的系统只有小球重力做功,械能守恒,小球重力势能减小量等于斜劈和小球动能的增量之和,A、C、D错；应选 B；3 多项 如下列图,物体 A、B 通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体 A、 B 的质量分别为 m、2m,开头时细绳伸直,用手托着物体 A 使弹簧处于原长且 A 与地面的距离为h,物体 B 静止在地面上,放手后物体 A 下落,与地面即将接触时速度恰为零,此时物体 B对地面恰好无压力,就以下说法中正确选项

14、 A此时物体 A的加速度大小为 g,方向竖直向上B此时弹簧的弹性势能等于 mghC此时物体 B将向上运动D此过程中物体 A 的机械能削减量为 mgh答案 ABD 解析 物体 B 对地面恰好无压力说明弹簧中拉力为 2mg,对 A,由牛顿其次定律,2mgmgma,解得此时物体 A 的加速度大小为 g,方向竖直向上,选项 A 正确；对 A、B 和弹簧组成的系统,由机械能守恒定律,此时弹簧的弹性势能等于mgh,选项 B 正确；此时物体B 处于静止状态,选项C错误；由能量守恒定律,此过程中物体A 的机械能削减量为mgh,选项 D正确；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 17 页精选学

15、习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载 考法综述 本考点既是高考的热点又是高考的重点,常与天体、曲线运动、牛顿运动定律、 电场和磁场等问题结合考查,的应用,通过复习应把握：复习时要透彻懂得机械能守恒定律的不同表达式3 个概念重力势能、弹性势能、机械能 1 个定律机械能守恒定律 1 个条件机械能守恒定律的判定条件 3 种表达式守恒观点、转化观点、转移观点三种表达式 1 个应用系统机械能守恒定律的应用命题法 1 机械能守恒问题O点,另一端系一小球,将小球从与典例 1 多项 如下列图,一轻弹簧一端固定在悬点 O在同一水平面且使弹簧保持原长的 A 点无初速度地释放,让小球自由摆

16、下, 不计空气 阻力,在小球由 A 点摆向最低点 B 的过程中,以下说法中正确选项 A小球的机械能守恒 B小球的机械能削减 C小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变 D小球与弹簧组成的系统机械能守恒 答案 BD 解析 小球由 A 点下摆到 B 点的过程中, 弹簧被拉长, 弹簧的弹力对小球做负功,所 以小球的机械能削减,应选项 A错误, B 正确；在此过程中, 由于有重力和弹簧的弹力做功,所以小球与弹簧组成的系统机械能守恒,即小球削减的重力势能,等于小球获得的动能与弹 簧增加的弹性势能之和,应选项 C错误, D正确；【解题法】判定机械能是否守恒的技巧 1 必需精确地挑选系统,在此基础上分析内力和

17、外力的做功情形,判定系统机械能是 否守恒；2 当争论对象 除地球以外 只有一个物体时,往往依据是否“ 只有重力做功” 来判定 机械能是否守恒；3 当争论对象 除地球以外 由多个物体组成时,往往依据是否“ 没有摩擦和介质阻 力” 来判定机械能是否守恒；名师归纳总结 命题法 2 机械能守恒定律的应用ABC与倾角 37 的粗糙斜面轨道第 7 页,共 17 页典例 2 如下列图,半径为R 的光滑半圆轨道DC相切于 C,圆轨道的直径AC与斜面垂直；质量为m的小球从 A 点左上方距A 高为 h 的斜- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 上方 P 点以某一速度水平抛出,

18、学习必备欢迎下载之后经半圆刚好与半圆轨道的A点相切进入半圆轨道内侧,轨道沿斜面刚好滑到与抛出点等高的D处；已知当地的重力加速度为g,取 R50 9h,sin37 0.6 ,cos37 0.8 ,不计空气阻力,求：1 小球被抛出时的速度 v0；2 小球到达半圆轨道最低点 B 时,对轨道的压力大小；3 小球从 C到 D过程中克服摩擦力做的功 W； 答案 1 43 2gh 25.6 mg 3 16 9mgh 解析 1 小球到达 A点时,速度与水平方向的夹角为 ,如下列图；设竖直方向的速度为2 vy,就有 v y2ghB过程中有1 2mv 0mg H h 1 2mv 2由几何关系得v0vycot 得

19、v042gh；32 A、B 间竖直高度HR1 cos 设小球到达B 点时的速度为v,就从抛出点到2v在 B 点,有 FNmgm R解得 FN5.6 mg由牛顿第三定律知,小球在B 点对轨道的压力大小是5.6 mg；3 小球沿斜面上滑过程中克服摩擦力做的功等于小球做平抛运动的初动能,有名师归纳总结 W1 2 2mv 016 9mgh；机械能守恒定律的应用技巧第 8 页,共 17 页【解题法】- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载1 机械能守恒定律是一种“ 能能转化” 关系,其守恒是有条件的；因此,应用时 第一要对争论对象在所争论的过程中机械

20、能是否守恒做出判定；2 假如系统 除地球外 只有一个物体,用守恒观点列方程较便利；对于由两个或两个 以上物体组成的系统,用转化或转移的观点列方程较简便；命题法 3 多物体多过程机械能守恒问题A、B 两球典例 3 一半径为R 的半圆形竖直圆柱面,用轻质不行伸长的细绳连接的悬挂在圆柱面边缘两侧,A 球质量为 B 球质量的 2 倍,现将 A 球从圆柱边缘处由静止释放,如下列图；已知 A 球始终不离开圆柱内表面,且细绳足够长,如不计一切摩擦,求：1 A球沿圆柱内表面滑至最低点时速度的大小；2 A球沿圆柱内表面运动的最大位移； 答案 12 22 gR23R v,B 球的质量为m,就5 解析 1设 A 球

21、沿圆柱内表面滑至最低点时速度的大小为依据机械能守恒定律有2mgR2mgR1 2 2 mv 21 22mv B由图甲可知, A球的速度 v 与 B球速度 vB的关系为 vBv1vcos45名师归纳总结 联立解得 v2 22 gR；第 9 页,共 17 页5- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2 当 A 球的速度为零时,学习必备欢迎下载设为 x,如图乙所示, 由A球沿圆柱内表面运动的位移最大,几何关系可知A 球下降的高度hx4R 2x2依据机械能守恒定律有2mgh mgx0 2R解得 x3R；【解题法】多物体多过程系统机械能守恒问题的分析方法1 第一分析多个

22、物体组成的系统所受的外力是否只有重力做功,内力是否造成了机械能与其他形式能的转化,从而判定系统机械能是否守恒；2 如系统机械能守恒,就机械能从一个物体转移到另一个物体,一个物体机械能增加,就肯定有另一个物体机械能削减,一般选用 E1 E2 的形式求解；3 对于用绳或杆相连接的物体,要留意查找物体间的速度关系和位移关系；4 对于多过程机械能守恒问题,要分阶段分析物体的受力情形和运动情形,抓住各阶段模型特点,利用连接点的关联,列方程求解；命题法 4 弹簧类机械能守恒问题典例 4 如图,两根相同的轻质弹簧,沿足够长的光滑斜面放置,下端固定在斜面底部挡板上, 斜面固定不动；质量不同、外形相同的两物块分

23、别置于两弹簧上端；现用外力作用在物块上, 使两弹簧具有相同的压缩量,如撤去外力后, 两物块由静止沿斜面对上弹出并离开弹簧,就从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程,两物块 A最大速度相同B最大加速度相同C上升的最大高度不同D重力势能的变化量不同 答案 C 解析 整个过程中, 物块达到平稳位置时速度最大,物块质量越大, 其平稳位置越靠1近最低点, 就由最低点到平稳位置过程中,合外力对质量较大的物块做功较小,又 Ek2mv 2,故质量较大的物块在平稳位置速度较小,顿其次定律可知,两物块的最大加速度不同,A项错；撤去外力瞬时,物块的加速度最大,由牛 B 项错；撤去外力前,两弹簧具有相同的压缩名师归纳

24、总结 量,即具有相同的弹性势能,从撤去外力到物块速度第一次减为零,物块的机械能分别守恒,第 10 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 由机械能守恒定律可知,学习必备欢迎下载所以重力势物块的重力势能的变化量等于弹簧弹性势能的变化量,能的变化量相同,D项错；由于两物块质量不同,物块的初始高度相同,由 Epmg h 可知,两物块上升的最大高度不同,选项 C正确；【解题法】弹簧类机械能守恒问题的处理方法1 弹簧类问题的突破要点弹簧的弹力大小由形变大小打算,解题时一般应从弹簧的形变分析入手,确定原长位置、现长位置、平稳位置等,再结合其他力的情形分析

25、物体的运动状态；因软质弹簧的形变发生转变过程需要一段时间,在瞬时内形变量可以认为不变；因此,在分析瞬时变化时可以认为弹力大小不变,即弹簧的弹力不突变；在求弹簧的弹力做功或弹簧的弹性势能时,系进行分析；2 弹簧类问题的两点留意 弹簧处于相同状态时弹性势能相等；通常可以依据系统的机械能守恒或功能关在不同的物理过程中,弹簧形变量相等,就弹性势能的变化量相等；命题法 5 用机械能守恒处理非质点类问题表示典例 5 如下列图,一条长为L的松软匀质链条,开头时静止在光滑梯形平台上,斜面上的链条长为x0,已知重力加速度为g,L BC, BCE ,试用 x0、x、L、g、斜面上链条长为x 时链条的速度大小 链条

26、尚有一部分在平台上且xx0 ； 答案 gx 2x 02L名师归纳总结 解析 链条各部分和地球组成的系统机械能守恒,设链条的总质量为m,以平台所在第 11 页,共 17 页位置为零势能面,就m Lx0g1 2x0sin 1 2mv 2 m Lxg1 2xsin 解得 vgx2x2L0所以当斜面上链条长为x 时,链条的速度为gx2x2 0 ；L【解题法】非质点类问题的特点及处理方法类型特点： 在应用机械能守恒定律处理实际问题时,常常遇到像“ 链条” “ 液柱” 类的物体, 其在运动过程中将发生形变,其重心位置相对物体也发生变化,因此这类物体不能再- - - - - - -精选学习资料 - - -

27、- - - - - - 学习必备 欢迎下载看做质点来处理；处理方法：物体虽然不能看成质点来处理,但因只有重力做功,物体整体机械能守恒；一般情形下, 可将物体分段处理,确定质量分布匀称的规章物体各部分的重心位置,依据初末状态物体重力势能的变化列式求解；1 多项 如图,滑块a、b 的质量均为m,a 套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距h,b 放在地面上； a、b 通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开头运动；不计摩擦,a、b 可视为质点,重力加速度大小为 g；就 Aa 落地前,轻杆对 b 始终做正功Ba 落地时速度大小为 2ghCa 下落过程中,其加速度大小始终不大于 gDa 落地前,当 a 的机械能最

28、小时,b 对地面的压力大小为 mg答案 BD 解析 由于刚性杆不伸缩,滑块 a、b 沿杆方向的分速度相等,滑块 a 落地时,速度方向竖直向下, 故此时滑块 b 的速度为零, 可见滑块 b 由静止开头先做加速运动后做减速运动,对滑块 b 受力分析, 可知杆对滑块b 先做正功, 后做负功, 选项 A错误；因系统机械能守恒,就杆对滑块a 先做负功,后做正功,做负功时,滑块a 的加速度小于g,做正功时,滑块a的加速度大于g,选项 C错误；杆对滑块a 的弹力刚好为零时,a 的机械能最小,此时对滑块 b 受力分析, 可知地面对b 的支持力刚好等于mg,依据牛顿第三定律,b 对地面的压力大小为 mg,选项

29、D正确；由机械能守恒定律,可得mgh1 2mv 2,即 v2gh,选项 B正确；2. 如下列图,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载弹簧一端连接, 弹簧的另一端连接在墙上,且处于原长状态；现让圆环由静止开头下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L 未超过弹性限度 ,就在圆环下滑到最大距离的过程中 A圆环的机械能守恒B弹簧弹性势能变化了 3mgLC圆环下滑到最大距离时,所受合力为零D圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持

30、不变答案B 圆环和弹簧组成的系统机械能守恒,而圆环的机械能并不解析圆环在下滑的过程中,守恒, A 项错误；在下滑到最大距离的过程中,圆环动能的变化量为零,因此圆环削减的重力势能转化为弹簧的弹性势能,即 Epmg L 2L 23mgL,B 项正确；圆环下滑的过程中速度先增大后减小,加速度先减小后增大,到最大距离时,向上的加速度最大,此时圆环所受合力不为零,C项错误； 由于圆环和弹簧组成的系统机械能守恒,所以圆环重力势能、圆环的动能与弹簧的弹性势能之和为定值,增大, D项错误；因此圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后3取水平地面为重力势能零点；一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰

31、好相等,不计空气阻力；该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为 A. 6 B. 4 5C. 3 D. 12答案 B 解析 设物块抛出的初速度为 v0,落地时速度为 v,依据题意知,物块抛出时的机械能为 mv 0,由机械能守恒定律 mv 01 2mv 2,得物块落地时的速度 v2v0,故物块落地时速度方向与水平方向的夹角为 4,选项 B 正确；4. 如下列图,有一内壁光滑的闭合椭圆形管道,置于竖直平面内,MN是通过椭圆中心名师归纳总结 O点的水平线； 已知一小球从M点动身, 初速率为 v0,沿管道 MPN运动, 到 N点的速率为v1,第 13 页,共 17 页所需时间为t1；如该小球仍由M点以初

32、速率v0 动身,而沿管道MQN运动,到N 点的速率为v2,所需时间为t2；就 Bv1v2,t1t2Av1v2,t1t2Cv1v2,t 1t 2Dv1v2,t 1t 2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 答案A 学习必备欢迎下载解析 由机械能守恒定律可知,小球沿 MPN或沿 MQN到达 N点时的动能与 M点动能相等,因而速率也相等,即 v1v2v0；沿 MPN运动时,除 M、N两点外,其他位置的重力势能均比M点大,动能均比 M点小,即速率均比 M点小；同理,沿 MQN运动时,除 M、N两点外,其他位置的速率均比 M点大；所以沿 MPN运动时平均速率较小,所

33、需时间较长,即 t 1t 2；故选项 A 正确；5静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升,在某一高度撤去恒力；不计空气阻力,在整个上升过程中,物体机械能随时间变化关系是 答案C 解析 以地面为零势能面,以竖直向上为正方向,就对物体,在撤去外力前,有 F mgma,h1 2at 2,某一时刻的机械能 E EFh,解以上各式得 EFa 2t 2,撤去外力后,物体机械能守恒,故只有 C正确；6 多项 如下列图, A、B 两球质量相等,A 球用不能伸长的轻绳系于 O点, B 球用轻弹簧系于 O 点, O与 O 点在同一水平面上,分别将A、B 球拉到与悬点等高处,使绳和轻弹簧均处于水平, 弹簧处于

34、自然状态,将两球分别由静止开头释放,当两球达到各自悬点的正下方时,两球仍处在同一水平面上,就 A两球到达各自悬点的正下方时,两球动能相等B两球到达各自悬点的正下方时,A 球动能较大C两球到达各自悬点的正下方时,B 球动能较大D两球到达各自悬点的正下方时,A 球受到向上的拉力较大答案 BD 解析 整个过程中两球削减的重力势能相等,A 球削减的重力势能完全转化为 A球的动能, B球削减的重力势能转化为 B 球的动能和弹簧的弹性势能,所以 A 球的动能大于 B球的动能, 所以 B 正确； 在悬点正下方位置依据牛顿其次定律,向心力,就A 球受到的拉力较大,所以D正确；小球所受拉力与重力的合力供应名师归

35、纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载7 多项 如下列图, 将质量为 2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的环,环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为 d,杆上的 A 点与定滑轮等高, 杆上的 B 点在 A 点下方距离为擦阻力,以下说法正确选项 d 处；现将环从 A 处由静止释放, 不计一切摩A环到达 B 处时,重物上升的高度 hd 2B环到达 B 处时,环与重物的速度大小相等C环从 A 到 B,环削减的机械能等于重物增加的机械能D环能下降的最大高度为4 3d2dd21

36、 d,A 错误；环到达B处时,答案CD 解析环到达 B处时,重物上升的高度为环沿绳方向的分速度与重物速度大小相等,B 错误；因环与重物组成的系统机械能守恒,故4C正确；由 mgH2mg H 2d 2d 0 可解得： H3d,D正确；8如下列图,弹簧的一端固定,另一端连接一个物块,弹簧质量不计；物块 可视为质点 的质量为 m,在水平桌面上沿 x 轴运动,与桌面间的动摩擦因数为 ；以弹簧原长时物块的位置为坐标原点 O,当弹簧的伸长量为 x 时,物块所受弹簧弹力大小为 Fkx,k 为常量；1 请画出 F 随 x 变化的示意图；并依据Fx 图象求物块沿x 轴从 O点运动到位置x的过程中弹力所做的功；2

37、 物块由 x1向右运动到x3,然后由 x3 返回到 x2,在这个过程中,求弹力所做的功,并据此求弹性势能的变化量；求滑动摩擦力所做的功；并与弹力做功比较,说明为什么不存在与摩擦力对应的“ 摩擦力势能” 的概念；名师归纳总结 答案1 第 15 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - W T1 2 2kx学习必备欢迎下载2 W T1 2kx2 11 22kx 2 Ep1 22kx 21 2kx2只与初、 末位置1W f mg2 x3x2x1 而非像弹簧弹力做功一样与路径无关,由于摩擦力做功与路程成正比,有关,所以无“ 摩擦力势能” 的概念；解析

38、1 F x 图象如图物块沿 x 轴从 O点运动到位置x 的过程中,弹力做负功：Fx 图象与 x 轴所围的面积等于弹力做功大小；所以弹力做功为：1 1 2W T2 kxx2kx2 物块由 x1向右运动到 x3的过程中,弹力做功1 1 2 1 2W T12 kx 1kx3 x3x1 2kx 12kx 3物块由 x3向左运动到 x2的过程中,弹力做功1W T22 kx2kx3 x3x2 1 2 1 22kx 32kx 2整个过程中,弹力做功W T W T1WT21 2kx2 11 2kx2 2,由此得弹性势能的变化量名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - Ep W T1 2kx21 2kx2学习必备欢迎下载1整个过程中,摩擦力做功W f mg 2 x3x1x2 与弹力做功比较：弹力做功与x3无关,即与实际路径无关,只与始末位置有关,所以,我们可以定义一个由物体之间的相互作用力 弹力 和相对位置打算的能量弹性势能；而摩擦力做功与 x3 有关,即与实际路径有关,所以,不行以定义与摩擦力对应的“ 摩擦力势能” ；名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 17 页