專題08機械能守恒定律（解析版）

1、專題08機械能守恒定律思維導(dǎo)圖知識詳解知識點一：重力勢能1、定義：物體由于位于高處而具有的能量。計算式：Ep = mgh2、國際單位：焦耳（焦，J）換算關(guān)系：1J = IN , m = 1kg m2/s23、重力所做的功只跟初位置和末位置的高度差有關(guān)，跟物體運動的路徑無關(guān)。4、重力做功與重力勢能變化的關(guān)系：WG = Ep1 Ep2 = -4昂重力做的功等于重力勢能的減少量。即，重力做正功時，重力勢能減少。重力做負功時，重力勢能增加。重力勢能變化的量等于重力做功的多少。6、重力勢能的相對性：（1）零勢能面（參考平面）的選取是任意的，一般選最低點或地面作為零勢能面。（2）選取的零勢能面不同，重力勢

2、能大小不同。（3）重力勢能是相對的，但重力勢能的變化是絕對的。7、重力勢能是標量:【解析】A.運發(fā)動到達最低點前重力始終做正功，重力勢能始終減小，故A正確；B.蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力方向與位移方向始終相反，彈力做負功，彈 性勢能增加，故B正確；C.運發(fā)動、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)，只有重力和彈力做功，所以系統(tǒng)的機械 能守恒，故c正確；D.運發(fā)動到達最低點前的下落過程中，合力方向先向下，然后向上，所以合力先 做正功后做負功，故D錯誤。應(yīng)選ABCo典例12 （202。全國高一課時練習(xí)）（多項選擇）以下關(guān)于勢能的幾種說法中，正確的選項是（）A.勢能是由系統(tǒng)中各相互作用的物體的相對位置所決定的

3、能量，勢能是系統(tǒng)共有的B.重力勢能的大小是相對的，但變化量大小是絕對的C.重力做的功等于重力勢能的增量D.在彈性限度內(nèi)，彈簧的形變量越大，彈性勢能也越大【答案】ABD【解析】A.勢能是由系統(tǒng)中各相互作用的物體的相對位置所決定的能量，勢能是系統(tǒng)共有 的，A正確；B.重力勢能的大小是相對的，但變化量大小是絕對的，B正確；C.重力做的功等于重力勢能的減少量，c錯誤；D.在彈性限度內(nèi)，彈簧的形變量越大，彈性勢能也越大，D正確。應(yīng)選ABDo知識點三：機械能守恒定律1、機械能：物體的動能和勢能之和稱為物體的機械能。表達式：E = Ep + Ek2、機械能具有相對性、系統(tǒng)性、瞬時性。3、機械能守恒定律：在只

4、有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能會發(fā)生相互轉(zhuǎn)化， 但機械能的總量保持不變。表達式：Epi + Ekl = Ep2 + Ek24、機械能守恒定律的條件：只有重力做功或彈力做功。對此條件的理解：物體系只受重力和彈力，不受其他外力。物體系受其他外力，但只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功，其他外力不 做功。有系統(tǒng)內(nèi)的內(nèi)力做功，但是做功代數(shù)和為零，系統(tǒng)機械能守恒。物體間只有動能、重力勢能和彈性勢能間的轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)跟外界沒有 機械能的傳遞，也沒有轉(zhuǎn)化成其他形式的能量（內(nèi)能）。注意：機械能守恒是指在一個過程中的每一個時刻機械能都相等。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，機械能一定不守恒。完

5、全非彈性碰撞的過程中，機械能一定不守恒。典例13 （2020.山東高一期中）（多項選擇）一質(zhì)量為z的物體被人用手由靜止豎直向上以加速度，勻加速提升重力加速度為g,關(guān)于此過程以下說法中正確的選項是（）A.提升過程中手對物體做功mahB.提升過程中物體動能增加mahC.提升過程中物體的機械能增加2（a+g）/z D.提升過程中物體重力做功mgh【答案】BC【解析】A.設(shè)人對物體的拉力尸，由牛頓第二定律得F - mg - ma解得F - m(a + g)提高過程中手對物體做功為m(a + g)h,故A錯誤；B.由動能定理可知，提升過程中物體動能增加均等于合力做的功明 ,那么故B正確；CD.提高過程中

6、物體克服重力做功吆心 即重力做的功為-zg/z,重力勢能增加機動， 又因為動能增加2兇，所以機械能增加量為故C正確，D錯誤。應(yīng)選BCo典例14 (2021 .重慶西南大學(xué)附中高一月考)(多項選擇)精彩的熱氣球活動是銀翔校區(qū)的保存項 目。假設(shè)熱氣球總質(zhì)量為機，某豎直上升過程中受到浮力恒為凡 空氣阻力恒為力熱氣球 從地面由靜止上升高度h,速度變?yōu)橐仓亓铀俣葹間。在上述過程中，熱氣球的( )A.重力勢能增加了 (mg+f) hB.動能增加了 (F-mg-f) hC.機械能增加了班1 7D.機械能增加了 mgh+ mv【答案】BD【解析】A.熱氣球從地面由靜止上升高度，克服重力做功那么重力勢能增加了

7、相動，故A錯誤;B.根據(jù)動能定理可得故B正確;CD.根據(jù)功能關(guān)系，可得故C錯誤，D正確。應(yīng)選BDo 典例15 （2021 .黃岡天有高級中學(xué)高一月考）如下圖，長為/均勻鐵鏈對稱掛在一輕質(zhì)小滑輪上，由于某一微小擾動使鐵鏈向一側(cè)滑動，那么鐵鏈完全離開滑輪時速度大小為（）A.向 B.向 C.gl1D.一 2【答案】c【解析1鐵鏈從開始到剛脫離滑輪的過程中，鏈條重心下降的高度為鏈條下落過程，由機械能守恒定律，得：解得：J拓與分析不相符，故A項與題意不相符；與分析不相符，故B項與題意不相符；c. J孝 與分析相符，故C項與題意相符；D.；而與分析不相符，故D項與題意不相符.典例16 （2021 .江蘇省

8、邢江中學(xué)高一期中）如下圖，一小球自A點由靜止自由下落，到B 點時與彈簧接觸，到。點時彈簧被壓縮到最短。假設(shè)不計彈簧質(zhì)量和空氣阻力，在小球由 ABC的過程中，以下說法中正確的選項是（）A.小球在5點時的動能最大B. 3一C的過程中小球的機械能守恒C.小球在。點時的加速度為零D.小球到達C點時的動能為零，此時彈簧的彈性勢能最大【答案】D【解析】A.小球在8點時，受到重力，做加速運動，速度繼續(xù)增大，當小球受到的彈簧彈力和 重力相等時，合力為零，加速度為零時速度最大，那么動能最大，故A錯誤；B. 8一。的過程中彈簧彈力對小球做負功，小球機械能減小，不守恒，故B錯誤；C.小球在C點時，彈簧彈力大于重力，

9、合力向上，加速度不為零，故c錯誤；D.小球到達。點時速度為零，動能為零，此時彈簧被壓縮至最短，此時彈簧的彈性勢 能最大，故D正確。應(yīng)選Do典例17 （2021 .福建福州市.福州教院二附中高一期中）一個人站在陽臺上，以相同的速率分 別把三個球豎直向上拋出、斜向上拋出、水平拋出，不計空氣阻力，那么三個球落地時的速率 （ ）A.上拋球最大B.斜上拋球最大C.平拋球最大D.三個球一樣大【答案】D【解析】由于不計空氣的阻力，所以三個球的機械能守恒，由于它們的初速度的大小相同，又是 從同一個位置拋出的，最后又都落在了地面上,所以它們的初末的位置相同，初動能也相同， 由機械能守恒可知，末動能也相同，所以末

10、速度的大小相同，即三個球落地時的速率相同。 故D正確。應(yīng)選Do典例18 （2020全國高一課時練習(xí)）如下圖，置于光滑水平面上的長木板3的左端有一物 體A, 3間有摩擦，現(xiàn)用恒力歹將A拉至3的右端，第一次將3固定在水平面上，/做 的功為叱，產(chǎn)生的內(nèi)能增量為AE.第二次使5可自由滑動，尸做的功為明，產(chǎn)生的內(nèi)能增量為人4，那么（）A.叱=嗎，AE, = AE2 B.叱=%，、E E?C.叫 %, 耳=石2D,叱嗎，、E E?【答案】C【解析】設(shè)A、3間的摩擦力為了,木板長為/,第一次木板固定，那么第二次木板不固定，當用恒力歹將A拉至8的右端時，設(shè)木板的位移為s,那么所以有故ABD錯誤，C正確。應(yīng)選C

11、o典例19 （2018舒城縣五顯鎮(zhèn)中心學(xué)校高一期末）如圖為字形玩具軌道，該軌道是用內(nèi)壁 光滑的薄壁細圓管彎成，固定在豎直平面內(nèi)，軌道彎曲局部由兩個半徑相等的半圓連接而成， 圓半徑比細管內(nèi)徑大得多，軌道底端與水平地面相切，某彈射裝置將一個小球(可視為質(zhì)點)從 a點以速度w水平彈射向b點并進入軌道，經(jīng)過軌道后從點水平拋出，小球與地面ab 段間的動摩擦因數(shù)=02不計其他機械能損失段長L=L25m,圓的半徑R=0.1m,小球質(zhì)量 團=0.01kg,軌道質(zhì)量為 /n-0.15kg,= 1 Om/s2,求：假設(shè)uo=5m/s,小球從點拋出后的水平射程.(2)假設(shè)w=5m/s,小球經(jīng)過軌道的最高點時，管道對

12、小球作用力的大小.(3)設(shè)小球進入軌道之前，軌道對地面的壓力大小等于軌道自身的重力，當vo至少為多少 時，軌道對地面的壓力會為零.(虛線為兩條豎直直徑)【答案】(1) 2m； (2) 1.1N； (3) 5m/s5【解析】(I)設(shè)小物體運動到p點的速度大小為力對小物體由。點運動到p點過程，運用動能1212定理得 一根gL_2g-4R = _zu mv0小物體自點做平拋運動，設(shè)運動時間為3水平射程為s,那么：4R = -gts=vt,聯(lián) 立解得：5 = 0.4/6m ；(2)設(shè)在軌道的最高點時管道對小物體的作用力大小為R取豎直向下為正方向，根據(jù) 牛頓第二定律得，2廠 + mg聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得：尸

13、 =L1N；(3)分析可知，要使小球以最小速度uo運動，且軌道對地面的壓力為零，那么小球的位移應(yīng)該在“S”形道中間位置.2根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)r + mg = m%,F，= Mg根據(jù)動能定理得叫L mg2R =喏，解得：% =5叱.22八典例20 （202。全國高一課時練習(xí)）如下圖，物體A的質(zhì)量是物體6的質(zhì)量的2倍，開始 時用手托住A、B,使它們處于同一水平面，然后放手，假設(shè)不計繩的質(zhì)量和一切摩擦阻力空 氣阻力，求當物體A下降0.3m時的速率。（gmi0m/s2）【答案】Jm/s【解析】設(shè)物體3的質(zhì)量為相，那么物體A的質(zhì)量為2根，物體A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒，那么 有解得知識點四：能量守恒

14、定律1、功是能量轉(zhuǎn)化的量度。即，不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化是通過做功實現(xiàn)的。重力做功：重力勢能與其他形式能相互轉(zhuǎn)化。彈力做功：彈性勢能與其他形式能相互轉(zhuǎn)化。合力做功：動能與其他形式能相互轉(zhuǎn)化。重力、彈力以外的力做功：機械能與其他形式能相互轉(zhuǎn)化。2、能量守恒定律：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一 種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量保持不變。表達式:E = %或AE增=*減典例21 （2020.全國高三課時練習(xí)）以下有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的說法正確的選項是（）A.制冷系統(tǒng)能將冰箱里的熱量傳給外界較高溫度的空氣而不引起其他變化B.滿足能量守恒定律的物

15、理過程都能自發(fā)進行C.外界對物體做功，物體的內(nèi)能必然增加D.電爐工作時將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這些內(nèi)能最終流散到周圍的環(huán)境中【答案】D【解析】A.冰箱里的熱量是經(jīng)由壓縮機傳給外界的，一定會引起其他變化，A錯誤；B.能量在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過程中均滿足能量守恒定律，但一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的過程都是有 方向的，如內(nèi)能不可能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機械能，B錯誤；C.外界對物體做功，物體的內(nèi)能不一定增加，如在光滑的桌面上推動小球，小球的動 能增加，內(nèi)能并沒有增加，C錯誤；D.根據(jù)電爐的工作原理可知，電爐工作時將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這些內(nèi)能最終流散到周 圍環(huán)境中，D正確。應(yīng)選Do典例22 （2020.湖南省寧遠縣第一中學(xué)高三月考）如圖

16、甲所示，豎直光滑桿固定不動，套在 桿上的彈簧下端固定，將套在桿上的滑塊向下壓縮彈簧至離地高度/z = 0.lm處，滑塊與彈 簧不拴接?，F(xiàn)由靜止釋放滑塊，滑塊的機械能E和位移x之間的關(guān)系，在滑塊上升局部圖 像滿足圖乙所示，滑塊的石-x圖像后一局部為直線，前一局部為曲線，以地面為零勢能面， 不計空氣阻力，取g = 10m/s2,由圖像可知（）A.滑塊的質(zhì)量為1kgB.輕彈簧原長為0.15mC.彈簧最大彈性勢能為0.1JD.滑塊上升后，距地面的最大高度為0.3m【答案】D【解析】A.初始位置重力勢能為0.1J ,高度力=O.lm,重力勢能為可知m=0.1kg, A錯誤；B.當機械能不變，彈簧恢復(fù)原長

17、，可知原長為0.2m+0.lm=0.3m, B錯誤；C.根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒可知，機械能為0.3J,重力勢能為0.1J,那么彈性勢能最大值為0.2J, C錯誤；D.根據(jù)機械能守恒，上升到最高點時; 所有的能都轉(zhuǎn)化為重力勢能，可得垢=0.3m, 故D正確。應(yīng)選Do典例23 (2021 浙江高二期中)據(jù)外媒報道，瑞士的一家采石場正在運營著-輛自重45噸的 自卸式電動卡車，令人驚訝的是，該卡車從來不需要充電。關(guān)于此報道，以下說法正確的選項是( )A.這輛卡車的工作應(yīng)該是滿載下山，卸貨后空載上山B.這輛卡車的工作應(yīng)該是空載下山，裝貨后滿載上山C.這違反了能量守恒定律，一定是假新聞D.這輛卡車一定有燃油發(fā)

18、動機提供額外動力【答案】A【解析】這輛卡車的工作應(yīng)該是滿載下山，減少的重力勢能一局部轉(zhuǎn)化為電能，用于空載上山； 空載上山重力勢能的增加量遠小于滿載下上時重力勢能的減小量，所以不需要燃油發(fā)動機提 供額外動力，也不違反能量守恒定律。故A正確。應(yīng)選Ao正、負表示重力勢能的大小。正值代表在零勢能面上方，負值代表在零勢能而下方。比擬物體的重力勢能大小時，要帶正、負號比擬。8、重力勢能是物體與地球組成的系統(tǒng)所共有的。典例1 （2021 .珠海市第二中學(xué)高一期中）食堂擬引進“二師兄”刀削面機器人，這將大大減輕 人的負擔。假設(shè)“二師兄”每次削出的面條質(zhì)量相同，從同一位置依次削出三塊面條，分別落 在水面上A、B

19、、C三點，運動軌跡如下圖，忽略空氣阻力的影響，面條被削離后可視為 平拋運動。關(guān)于面條被削離到落水的過程，以下說法中正確的選項是（）A.三塊面條被削離時的動能相同B.重力對落在A點的面條做功最少C.落在A點的面條重力勢能變化最少D.三塊面條的動能變化量相同【答案】D【解析】A.由圖可知，三塊面條平拋運動的高度相同，那么飛行時間相同，而水平位移不同，那么 水平初速度不同，質(zhì)量相同，那么三塊面條被削離時的動能不同，故A錯誤；BC.三塊面條質(zhì)量相同，下落豎直高度相同，那么根據(jù)唯二相且。可知，重力對三塊面條做功相同，那么重力勢能變化量也相同，故BC錯誤；D.由于重力對三塊面條做的功相等，根據(jù)動能定理可知

20、，三塊面條的動能變化量相等， 故D正確。應(yīng)選Do典例2（2021 .福建省福州高級中學(xué)高一期中）物體在運動過程中，克服重力所做的功為100J, 那么以下說法正確的選項是（）典例24 （2021 .四川成都市.川大附中分校高三期末）（多項選擇）如下圖，質(zhì)量為3m的光滑弧 形槽靜止放在光滑水平面上，弧形槽底端與水平面相切，輕彈簧的一端固定在豎直墻上，一 個質(zhì)量為根的小物塊從槽上高力處開始自由下滑，小物塊的初始位置與弧形槽底端的水平 距離為s。以下說法正確的選項是（）A.在下滑過程中，小物塊和弧形槽組成的系統(tǒng)動量守恒B.在下滑到弧形槽底端的過程中，小物塊對地的水平位移為43C.小物塊壓縮彈簧的過程中

21、，彈簧的最大彈性勢能際人1 4D.小物塊被彈簧反彈后能追上弧形槽，且沿弧形槽上升的最大高度為工 4【答案】CD【解析】A.利用整體法，下滑過程中，光滑弧形槽與物塊在水平方向合力為零，所以在水平方 向動量守恒，光滑弧形槽的速度變大，動能增加，故物塊的機械能減少，故物塊的機械能不 守恒，故A錯誤；B.下滑過程中，物塊和弧形槽組成的水平動量守恒，那么可知兩者的速度之比為3:1；位移之和為s,運動時間相等，那么位移之比為3:1,可知物 塊和弧形槽的位移分別為x=和%，=44故B錯誤；C.由動量守恒和機械能守恒得解得物塊的速度動能小物塊壓縮彈簧的過程中，其動能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，所以最大彈性勢能為

22、故c正確;D.小物塊被彈簧反彈后的速度大小與反彈前的速度大小相等，所以能追上弧形槽，當 沿弧形槽上升到最大高度時，由動量守恒可得由機械能守恒得解得故D正確。應(yīng)選CDo同步練習(xí)（2021 .上海格致中學(xué)高三月考）如下圖，不可伸長輕繩，光滑小滑輪N和Q,物體A 和物體B構(gòu)成一個力平衡系統(tǒng)，物體A的質(zhì)量大于物體B的質(zhì)量，將懸點尸緩慢地靠 近Q少許，那么（）A.物體A的重力勢能增大 B.物體5的重力勢能增大C.繩的張力減小D.。處繩與豎直方向的夾角減小【答案】A【解析】CD.原來整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，繩的拉力等于B物體的重力，A物體對滑輪的拉力 等于A物體的重力，將繩一端由懸點尸靠近。少許，整個系統(tǒng)重

23、新平衡后，繩的拉力廠仍 等于B物體的重力，A物體對滑輪的拉力仍等于A物體的重力，都沒有變化，即滑輪所受 的三個拉力都不變，那么根據(jù)平衡條件可知，尸處繩與豎直方向的夾角不變，故CD錯誤；AB.由于P處繩與豎直方向的夾角不變，PQ之間的距離減小，所以滑輪將上升少許, 物體A的高度升高，B物體的高度下降，所以A的重力勢能增大，B的重力勢能減小，故 A正確，B錯誤。應(yīng)選Ao（2021 浙江衢州市高二期末）如下圖，A8兩物體的質(zhì)量分別為%、機8,且%整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，滑輪的質(zhì)量和一切摩擦均不計，如果繩一端由。點緩慢地向左移到。點，距離為L,整個系統(tǒng)重新平衡后，那么關(guān)于兩滑輪間的繩與水平方向的夾角。以

24、 及物體A的高度變化情況正確的選項是（）A.。角不變，物體A上升的重力勢能的增加量為巴絲COS。B.。角不變，物體A上升的重力勢能的增加量為2叫空 cos。C.。角不變，物體3重力勢能的減小量為m/jgLsin。D.。角減小，物體3的高度不變【答案】A【解析】AB.由于是同一根繩子那么處處拉力大小相等，對A受力分析由平衡條件有T=mAg對B受力分析由平衡條件有繩一端由。點緩慢地向左移到P點過程中，繩子拉力大小不變，兩物體質(zhì)量不變，那么 由上式可知繩與水平方向的夾角。將保持不變，如上圖由幾何關(guān)系可得繩子移動的長度即A 上升的高度為物體A上升的重力勢能的增加量為A正確；B錯誤；CD.由幾何關(guān)系可得

25、繩子移動的長度，那么B下降的高度為物體5重力勢能的減小量為CD錯誤。應(yīng)選Ao（2021 .海安市南莫中學(xué)高一月考）如下圖，質(zhì)量為根的小猴子在“蕩秋千工大猴子用 水平力尸緩慢將藤條拉到圖示位置后由靜止釋放，此時藤條與豎直方向的夾角為仇小猴子 到藤條懸點的距離為L忽略藤條的質(zhì)量與空氣阻力，重力加速度為g。在此過程中，以下 說法正確的選項是（）A.緩慢上拉過程中，拉力尸做的功W尸F(xiàn)Lsin。B.緩慢上拉過程中，小猴子的重力勢能增加zgLcos。C.小猴子再次回到最低點時重力的瞬時功率為零D.由圖示位置到最低點，小猴子重力的功率先減小后增大【答案】C【解析】A.緩慢上拉過程中，小猴子處于動態(tài)平衡，拉力

26、是變力，不能用卬尸也sin。求變力做 功，故A錯誤；B.緩慢上拉過程中，小猴子增加的重力勢能等于克服重力做的功為儂Z（1 - cos。），故B錯誤；C.小猴子再次回到最低點時，重力方向與速度方向垂直，故瞬時功率為零，故C正確；D.在圖示位置時，速度為零，重力的功率為零，在最低點，重力方向與速度方向垂直， 瞬時功率也為零，故小猴子重力的功率先增大后減小，故D錯誤。應(yīng)選C。（2021 莆田第二十五中學(xué)高一期中）（多項選擇）質(zhì)量為2的物體，由靜止開始下落，由于空4氣阻力作用，下落的加速度為一g,在物體下落力的過程中，以下說法正確的選項是（）A.物體重力做的功為加g/zB.物體所受阻力做功為?C.物體

27、重力勢能減少了 mghD.物體所受合外力所做的功為跡【答案】AC【解析】AC.物體重力做的功為202,根據(jù)功能關(guān)系，物體重力勢能減少了加02。AC正確；B.根據(jù)牛頓第二定律有解得所以，物體所受阻力做功為-遜。B錯誤；D.物體所受合外力所做的功為D錯誤。應(yīng)選ACo（202。全國高一課時練習(xí)）如下圖，一質(zhì)量為M、半徑為R的實心鐵球P （質(zhì)量分布均勻）放在水平地面上，現(xiàn)從球P中挖去一半徑為四的小球。，挖去后的空穴與原球面相 2切于最低點。重力加速度大小為g,以地面為參考平面，求挖去球。后鐵球的重力勢能?！敬鸢浮縈gR16【解析】挖去的球。的半徑是鐵球P半徑的一半，根據(jù)知，其質(zhì)量是鐵球。質(zhì)量的，所以挖

28、去的球。的質(zhì)量挖去球。前，鐵球P的重力勢能挖去的球Q在原位置處的重力勢能所以挖去球。后鐵球的重力勢能（2021 山東棗莊市棗莊八中高一月考）如圖，一質(zhì)量為加、長度為/的均勻柔軟細繩尸。 豎直懸掛在天花板上，假設(shè)以天花板為參考平面，細繩的重力勢能為：現(xiàn)將繩的下端 。豎直向上拉起至M點，M點與繩的上端尸相距g/,在此過程中，細繩的重力勢能 （填“增力”或“減少”），重力勢能的變化量大小為 O （重力加速度大小為g）【答案】gmg/，增加，mgl【解析】1以天花板為參考面，繩的重心在天花板下工/處，故重力勢能為-mg/。22細繩的一局部重心升高，故重力勢能增加。3繩的上面三分之二不動，下面三分之一上

29、移，這一段的質(zhì)量為，相，重心上移 33故增加的重力勢能為mg/。（2019湖北高三一模）某物理興趣小組在“探究彈性勢能的表達式”的實驗中，用一個被壓 縮的彈簧沿粗糙水平面彈出一個小物體，測得彈簧被壓縮的距離。和小物體在粗糙水平面上 滑動的距離1如下表所示。實驗次數(shù)1234d/cm1.002.003.004.00 x/m1.004.029.0116.02（1）由此表可以歸納出，小物體滑動的距離X與彈簧被壓縮的距離d之間的關(guān)系為x=（式中的常量用占表示）。（2）彈簧的彈性勢能Ep與彈簧被壓縮的距離d之間的關(guān)系為Ep=-（式中的常量用 k2表刁）。【答案】kid2, k2d2【解析】（1）由表中的數(shù)

30、據(jù)可得小物體滑動的距離工等于彈簧被壓縮的距離d的平方，即x k、d o（2）彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為因摩擦產(chǎn)生的熱，即Ep = mgd? = k2d2 ,所以彈簧的彈性勢能Ep與彈簧被壓縮的距離d之間的關(guān)系為穌=k2d8.（2020北京高三月考）某同學(xué)用如圖1所示的裝置來探究彈力和伸長量的關(guān)系，把彈簧 上端固定在鐵架臺的橫桿上，記錄彈簧自由下垂時下端所到達的刻度位置。然后，在彈簧下 端懸掛不同質(zhì)量的鉤碼，記錄每一次懸掛鉤碼的質(zhì)量和彈簧下端所到達的刻度位置，通過分 析這些數(shù)據(jù)獲得了自己的實驗結(jié)論。實驗時認為可以用鉤碼所受的重力代替彈簧的彈力大小，這樣做的依據(jù)是o（2）設(shè)計實驗記錄表格，記錄彈簧在不同

31、拉力下伸長的長度。以彈簧受到的彈力廠為縱軸、 彈簧伸長的長度x為橫軸建立直角坐標系，如圖2所示。&表格記錄了實驗中的6組測量數(shù)據(jù)，其中5組數(shù)據(jù)點已經(jīng)在圖乙的坐標紙上標出（圖中用 “衿表示），請用X”標出余下一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點，并畫出廣x圖像 o序號123456鉤碼質(zhì)量m/g050100150200250彈簧彈力F/N00.490.981.471.962.45彈簧伸長量x/cm04.5010.0015.3020.8026.2b.由廣X圖象可知，彈簧彈力與形變量之間的關(guān)系是；由圖象計算該彈簧的勁度系數(shù)為 N/m (保存3位有效數(shù)字)。(3)在上述實驗的某次操作中，將彈簧從原長緩慢拉伸至伸長量為次。通

32、過拉伸過程中彈力 做功可得到彈簧存儲的彈性勢能。彈力做功為變力做功，不易直接求解彈簧的彈力可表示 為公息，在圖3給定的坐標系中畫出彈力/隨x變化的關(guān)系圖象,并借鑒教科書 中由修圖像求位移的方法，探究彈簧伸長量為xo時存儲的彈性勢能。(4)取實驗中使用的兩根完全相同的彈簧，首尾相接串聯(lián)在一起，可看成一根等效“串聯(lián)彈簧工 重復(fù)中的實驗，在串聯(lián)彈簧下端依次懸掛0、50g、100g、150g、200g、250g的鉤碼，并 記錄每次串聯(lián)彈簧的總伸長量。請在圖2中畫出串聯(lián)彈簧的彈力尸與總伸長量x的關(guān)系圖 線 o兩根完全相同的彈簧串聯(lián)在一起，串聯(lián)彈簧的勁度系數(shù)是否等于其中一根彈簧的勁度系數(shù)？給出你的觀點，并

33、論證說明 O (設(shè)彈簧始終在彈性限度內(nèi)，畫圖線時不必描點)【答案】鉤碼靜止時受到的彈力與重力是一對平衡力成正比9.38見解析【解析】(1)1實驗時認為可以用鉤碼所受的重力代替彈簧的彈力大小，這樣做的依據(jù)是鉤碼靜 止時受到的彈力與重力是一對平衡力。(2)2描點做圖如下34根據(jù)圖像可知，彈簧彈力與形變量成正比，彈簧的勁度系數(shù)為(3)5根據(jù)= 可得6借鑒教科書中由回圖像求位移的方法，探究彈簧伸長量為次時存儲的彈性勢能與 圖像和橫軸所圍成的面積相同(4)網(wǎng)兩個相同彈簧串聯(lián)，那么勁度系數(shù)圖像如下(2021 .江西高三月考)某同學(xué)設(shè)計如圖甲所示的實驗裝置來探究彈簧彈性勢能與彈簧形 變量的關(guān)系，彈射器固定放

34、置在水平桌面上，右端與一帶有窄片的物塊接觸，讓物塊被不同 壓縮狀態(tài)的彈簧彈射出去，沿水平桌面上滑行，途中安裝一光電門。(1)為了減小實驗誤差，彈射器的內(nèi)壁和桌面應(yīng)盡可能光滑，同時彈射器出口端距離 桌子右邊光電門應(yīng)該 (填“近些”或“遠些”)。(2)如圖乙所示，用游標卡尺測得窄片的寬度L為 mm。(3)假設(shè)物塊質(zhì)量為2,記下某次實驗中帶有窄片的物塊通過光電門的時間。，那么關(guān)于 彈簧此次彈射物塊過程中釋放的彈性勢能為 (用z, L,加表示)?！敬鸢浮拷?，5.20, -72(4【解析】(1)口彈射器出口端距離桌子右邊光電門應(yīng)該近些，減小桌面摩擦的影響。(2)2窄片的寬度L為5mm+4x0.05mm

35、=5.20mm(3)3據(jù)能量守恒可得彈簧釋放的彈性勢能為(2021 .廣東高三專題練習(xí))某同學(xué)根據(jù)機械能守恒定律，設(shè)計實驗探究彈簧的彈性勢能與壓縮量的關(guān)系.如圖(a),將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺，在上端的托盤中依次增加祛碼，測得相應(yīng)的彈簧長度，局部數(shù)據(jù)如下表，有數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)% = N/m. (glX10m/s2)祛碼質(zhì)量(g)50100150彈簧長度(cm)8.637.646.62(2)取下彈簧，將其一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè)，如圖(b)所示；調(diào)整導(dǎo)軌，使滑塊自由滑動 時，通過兩個光電門的速度大小.(3)用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量%;釋放滑塊，記錄滑塊脫離彈簧后的速度也釋放 滑塊過程中，

36、彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為(4)重復(fù)中的操作，得到口與x的關(guān)系如圖(c).有圖可知，u與1成一關(guān)系，由上述實 驗可得結(jié)論：對同一根彈簧，彈性勢能與彈簧的一成正比.【答案】50,相等，滑塊的動能，正比，壓縮量的平方【解析】口表格中,當50g時，彈簧長度為8.62cm,當100g時，彈簧長度為7.63cm ,當150g時，彈簧長度為6.66cm,根據(jù)胡克定律/=左心,設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為左，原長為飛,那么 列式聯(lián)立解得左= 50N/m。(2)通過光電門來測量瞬時速度，從而獲得釋放壓縮的彈簧的滑塊速度，為使彈性勢 能完全轉(zhuǎn)化為動能，那么導(dǎo)軌必須水平，因此通過兩個光電門的速度大小須相等。(3)用滑塊壓縮彈簧，

37、記錄彈簧的壓縮量七 當釋放滑塊，記錄滑塊脫離彈簧后的速 度上 釋放滑塊過程中，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為滑塊的動能；(4)4根據(jù)口與1的關(guān)系圖可知，圖線經(jīng)過原點，且是斜傾直線，那么口與工成正比，由A.物體的高度一定不變B.物體的高度一定降低C.物體的重力勢能一定減小了 100JD.物體的重力勢能一定增加了 100J【答案】D【解析】物體克服重力做功，說明重力做負功，所以物體高度升高。克服重力所做的功為100J, 所以物體的重力勢能一定增加了 100 Jo應(yīng)選Do典例3 （2021 浙江高一月考）如下圖，兩個邊長均為。的實心立方體甲和乙，放置在同一 水平面上，立方體甲由木頭制成，立方體乙由鐵制成，那么

38、甲乙兩個立方體重力勢能的大小關(guān) 系一定正確的選項是（ ）A.甲的重力勢能大B.乙的重力勢能大C.甲乙的重力勢能等大D.上述三種情況均有可能【答案】D【解析】由于參考平面不定，所以甲乙兩個立方體重力勢能的大小不確定，可能為正值，負值, 或者為0,所以D正確；ABC錯誤；應(yīng)選D。典例4 （2020.浙江紹興市.高二期末）如下圖，吊機把質(zhì)量為10噸的重物由靜止勻加速起 吊，2s內(nèi)豎直提高了 2m,重力加速度g=10m/s2,不計空氣阻力。那么此過程中（）A.重物的重力勢能增加2xl04jA.重物的重力勢能增加2xl04jB.重物的動能增加了 Ixiyj動能表達式，動能與速度的大小平方成正比，而速度的

39、大小與彈簧的壓縮量成正比，因此彈 簧的彈性勢能與彈簧的壓縮量的平方成正比。（2021 .山東高一期中）某同學(xué)利用一根彈簧和一個小球來探究彈性勢能的大小與彈簧形 變量的關(guān)系。（1）如下圖，將彈簧的左端固定在水平桌面上，此時彈簧的右端恰好到達桌面邊緣。（2）為了減小彈簧與桌面、及小球與桌面間的摩擦，在桌面上涂抹了潤滑油。將小球置于 彈簧右端，把彈簧分別壓縮/、2%、3%、4%、5元。（彈簧始終在彈性限度內(nèi)）后釋放， 小球離開桌面水平飛出，重力加速度為g。（3）某次測量時，該同學(xué)測出桌面的高度為小球落地點到桌沿的水平距離為M那么小 球離開桌面時的速度大小為：o為了測出小球離開彈簧時的動能，該同學(xué)還需

40、要 的測量工具是：oA.秒表 B.打點計時器 C.天平 TOC o 1-5 h z 用測量的物理量表示出彈簧的彈性勢能O【答案】mc 遜2H4H【解析】（3） 1根據(jù)平拋運動規(guī)律可得解得2小球離開彈簧時的動能為那么還需要測量小球的質(zhì)量，所以還需要的測量工具是天平，那么C正確；AB錯誤;應(yīng)選C。3根據(jù)機械能守恒定律可得那么用測量的物理量表示出彈簧的彈性勢能螫匚 4H（2021.天津市合江路中學(xué)高一月考）某興趣小組通過探究得到彈性勢能的表達式為AE=-kx式中攵為彈簧的勁度系數(shù)，尤為彈簧伸長（或縮短）的長度，請結(jié)合彈性勢 p 2能表達式計算以下問題。放在地面上的物體上端系在勁度系數(shù)上200N/m的

41、彈簧上，彈簧的另一端拴在跨過定滑輪的繩子上，如下圖，手拉繩子的另一端，當往下拉0.lm物體開 始離開地面，繼續(xù)拉繩，使物體緩慢升高到離地人=0.5m高處。如果不計彈簧重和滑輪跟 繩的摩擦，（g取10m/s2）。求：（1）彈簧彈性勢能的大??；（2）物體重力勢能的增量；【答案】（1） U: （2） 10J【解析】（1）物體緩慢升高過程，處于平衡狀態(tài)，那么有kx = mg , Ax = 0.1m那么彈簧彈性勢能的大小為聯(lián)立解得AEp = 1J , m = 2kg（2）物體重力勢能的增量為（2021 .全國高三專題練習(xí)）如圖，一半圓形碗的邊緣兩邊通過一不可伸長的輕質(zhì)細線掛著兩個小物體，質(zhì)量分別為g、J

42、%,叫 加2。現(xiàn)讓班從靠近邊緣處由靜止開始沿碗內(nèi)壁下滑。設(shè)碗固定不動，其內(nèi)壁和邊緣均光滑。半徑為&那么叫滑到碗最低點時的速度為A. 2（班-及加2）gR2仍+ %B.2(/711 -7712)gRm+rnC.叫+7%D, 2（叫一叫）且火V 2m、+ m2【答案】A 【解析】設(shè)班到達最低點時，加2的速度為h那么叫的速度根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒有聯(lián)立兩式解得所以應(yīng)選Ao（2021 黑龍江哈爾濱市第六中學(xué)校高三其他模擬）如下圖，光滑的,固定圓弧槽的槽 4口與一個固定半球頂點相切，半球底面水平，小滑塊（可視為質(zhì)點）從圓弧槽最高點由靜止 滑下，滑出槽口時速度方向為水平方向。圓弧軌道的半徑為R,半球的半徑為&

43、,假設(shè) 要使小物塊滑出槽口后不沿半球面下滑，不計空氣阻力，那么/?）和&應(yīng)滿足的關(guān)系是（ ）A.B.C. R2-D. Rm） 的滑塊，通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接，輕繩與斜面平行。兩滑塊由靜止釋放后，沿 斜面做勻加速運動。假設(shè)不計滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運動的過程中（）A.輕繩對m做的功等于m動能的增加B.輕繩對M做的功大于輕繩對2做的功C. M所受輕繩拉力與重力的總功大于M動能的增加D.兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能損失大于M克服摩擦力做的功【答案】C【解析】A.根向上滑動，由動能定理可知，輕繩與重力對2做的功的代數(shù)和等于機動能增加， 故A錯誤；B.輕繩對M與對機的拉力大小相等，M與2的

44、位移大小相等，輕繩對M與對根的 拉力做功相等，故B錯誤；C.由動能定理可知，M所受輕繩的拉力、重力與摩擦力的做總功等于“動能的增加 量，麗所受輕繩拉力與重力的總功大于M動能的增加，故C正確；D.除重力彈力以外的力做功，將導(dǎo)致機械能變化，摩擦力做負功，造成機械能損失, 那么有：兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能損失等于M克服摩擦力做的功，故D錯誤。C.吊機牽引力的最大功率為2.2xl05wD.重物的機械能增加了 2.2X104J【答案】C【解析】A.重物的重力勢能增加為A錯誤；B.由勻變速運動規(guī)律可得解得重物的動能增加了B錯誤；C.由動能定理可得解得吊機牽引力為吊機牽引力的最大功率為c正確；D.重物的機械能

45、增加為D錯誤。應(yīng)選C。典例5 （2020.廣西桂林而桂林十八中高二期中）某中學(xué)物理興趣小組用塑料管制作了如圖 所示的圓形管，該圓形管豎直放置，圓形管內(nèi)壁光滑，半徑為凡 進出管口均與水平地面相 切.現(xiàn)讓一質(zhì)量為根。尺寸略小于管徑的滑塊（可視為質(zhì)點）從入口處以速度w射入， 重力加速度為g，滑塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)為求：（1）滑塊到達圓形管最高點時重力勢能的大?。ㄒ运降孛鏋榱銊菽苊妫?； （2）假設(shè)滑塊恰好能通過圓形管的最高點，那么在最高點滑塊對軌道的作用力大小;（2021 .浙江高三二模）如下圖是云上草原的無動力滑草工程實景圖。整個滑道分為傾 斜和水平兩局部，游客參與工程時，需要整個人坐進塑料

46、盆中，雙手握緊盆的邊緣，運動過 程中與盆相對靜止。工作人員每次都是讓坐穩(wěn)在盆中的游客從靜止開始滑下（不同滑道上的 游客均從同一高度處滑下，滑道頂端準備了很多新舊不一的塑料盆），最終游客停在水平滑 道上。以下說法正確的選項是（）A.同一游客在不同滑道上體驗工程，整個過程中重力對其做功的功率一定相同B.不同的游客在同一滑道上停下的位置可能不同C.不同滑道上的游客停下的位置不同只是因為游客的體重不同造成的D.在整個滑草的過程中，人與盆的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為盆與滑道間的內(nèi)能【答案】B【解析】A.同一游客在不同滑道上體驗工程，整個過程中重力對其做功的功率不相同，因為不 同滑道下滑時間不同，所以A錯誤；B.

47、不同的游客在同一滑道上停下的位置可能不同，因為新舊不一的塑料盆的摩擦因數(shù) 不同，所以B正確；C.不同滑道上的游客停下的位置不同不是因為游客的體重不同造成的，是因為新舊不 一的塑料盆的摩擦因數(shù)不同造成的，所以c錯誤；D.在整個滑草的過程中，人與盆的重力勢能大部轉(zhuǎn)化為盆與滑道間的內(nèi)能，因為還有 空氣體阻力做功，人與盆之間也有摩擦等，所以D錯誤；應(yīng)選B。（2021 .浙江紹興市.高三二模）“跳跳鼠”是一種小朋友非常喜歡的玩具，如下圖，彈簧 上端連接腳踏板，下端連接跳桿，人在腳踏板上用力向下壓縮彈簧，然后彈簧向上彈起，將 人和跳桿帶離地面。以下說法正確的選項是（）A.彈簧彈性勢能最大時，人和跳桿的加速

48、度大于gB.小朋友在玩“跳跳鼠”的過程中，小朋友與“跳跳鼠”組成的系統(tǒng)機械能守恒C.從小朋友被彈簧彈起到彈簧恢復(fù)原長，彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為小朋友的動能D.不管下壓彈簧程度如何，彈簧都能將人和跳桿帶離地面【答案】A【解析】A.彈性勢能最大時，人和跳桿的合力大于重力，所以加速度大于重力加速度，故A正 確；B.小朋友用力下壓彈簧的過程，小朋友消耗的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成機械能，故小朋友與“跳 跳鼠”組成的系統(tǒng)機械能不守恒，故B錯誤；C.從小朋友被彈簧彈起到彈簧恢復(fù)原長，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小朋友和跳桿的動能、 小朋友和跳桿的重力勢能，故c錯誤；D.下壓彈簧程度比擬小時，彈簧彈性勢能比擬小，彈簧不能將人和跳

49、桿帶離地面， 故D錯誤。應(yīng)選Ao直擊高考（2019,上海高考真題）電影通過倒放演員從高處跳下的場景能模仿出他們輕松跳上高處 的鏡頭，那么從觀眾的視角看來速度變化（）A.低處比高處快，加速度向下B.高處比低處快，加速度向上C.低處比高處快，加速度向上D.高處比低處快，加速度向下【答案】A【解析】演員從高處跳下，重力勢能轉(zhuǎn)化成動能，速度增大，向下加速，所以加速度向下，而倒放只是將軌跡反過來，而不會改變速度和加速度，所以仍然為低處速度大，運動快，加速度 向下，BCD錯誤A正確（2020.全國高考真題）行駛中的汽車如果發(fā)生劇烈碰撞，車內(nèi)的平安氣囊會被彈出并瞬 間充滿氣體。假設(shè)碰撞后汽車的速度在很短時間

50、內(nèi)減小為零,關(guān)于平安氣囊在此過程中的作用, 以下說法正確的選項是（ ）A.增加了司機單位面積的受力大小B.減少了碰撞前后司機動量的變化量C.將司機的動能全部轉(zhuǎn)換成汽車的動能D.延長了司機的受力時間并增大了司機的受力面積【答案】D【解析】A.因平安氣囊充氣后，受力面積增大，故減小了司機單位面積的受力大小，故A錯誤；B.有無平安氣囊司機初動量和末動量均相同，所以動量的改變量也相同，故B錯誤;C.因有平安氣囊的存在，司機和平安氣囊接觸后會有一局部動能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能, 不能全部轉(zhuǎn)化成汽車的動能，故C錯誤；D.因為平安氣囊充氣后面積增大，司機的受力面積也增大，在司機擠壓氣囊作用過程 中由于氣囊的緩沖故

51、增加了作用時間，故D正確。應(yīng)選Do3.（2021 .浙江高考真題）如下圖，同學(xué)們坐在相同的輪胎上，從傾角相同的平直雪道先 后由同高度靜止滑下，各輪胎與雪道間的動摩擦因數(shù)均相同，不計空氣阻力。雪道上的同學(xué)們（）A.沿雪道做勻速直線運動B.下滑過程中機械能均守恒C.前后間的距離隨時間不斷增大D.所受重力沿雪道向下的分力相同【答案】c【解析】A.同學(xué)坐在輪胎上從靜止開始沿雪道下滑，做加速運動，受力分析如圖根據(jù)牛頓第二定律可知加速度又因為相同，所以同學(xué)們做勻加速直線運動，A錯誤；B,下滑過程中摩擦力做負功，雪道上的同學(xué)們機械能減小，B錯誤；1 9C.根據(jù)勻加速直線運動位移與時間的關(guān)系x =可知同學(xué)們前

52、后距離隨著時間不 2斷增大，也可以從速度的角度分析，同學(xué)們做勻加速直線運動，隨著時間的增加，速度越來 越大，相等時時間內(nèi)通過的位移越來越大,所以同學(xué)們前后距離隨著時間不斷增大,C正確；D.各同學(xué)質(zhì)量可能不同，所以重力沿雪道向下的分力叫sin。也可能不相同，D錯誤。應(yīng)選C。(2019全國高考真題)從地面豎直向上拋出一物體，物體在運動過程中除受到重力外， 還受到一大小不變、方向始終與運動方向相反的外力作用.距地面高度力在3m以內(nèi)時，物 體上升、下落過程中動能反隨力的變化如下圖.重力加速度取10m/s2,該物體的質(zhì)量為2kgB. 1.5kgC. IkgD. 0.5kg【答案】C【解析】對上升過程，由

53、動能定理，-(F + mg)h = Ek-Ek()9得Ek=Ek0(F + mg)h,即F+mg= 12N；下落過程，(mg_F)(6 h) = Ek，即感b = = 8N,聯(lián)立兩公式，得到m=lkg F=2N.5.(2019全國高考真題)(多項選擇)從地面豎直向上拋出一物體，其機械能E總等于動能反與 重力勢能穌之和.取地面為重力勢能零點，該物體的石總和是隨它離開地面的高度的變化如下圖.重力加速度取10m/s2.由圖中數(shù)據(jù)可得A.物體的質(zhì)量為2 kg=0時，物體的速率為20m/s/z=2m時、物體的動能Ek=40JD.從地面至/z=4m,物體的動能減少100 J【答案】AD【解析】QQT圖像知

54、其斜率為G,故6= =20N,解得加=2kg,故A正確4m1 9/2=0 時，Ep=0, 機-Ep=100J-0=100J,故一機守口。，解得：v=iom/s,故 B 錯 誤；=2m 時，Ep=40J,以二 E 機-%二90J-40J=50J,故 C 錯誤h=0 時，土石機-耳產(chǎn) 100J-0=100J, =4m 時，Ef=m-p=80J-80J=0J,故 Ek- Ef=100J, 故D正確6.（2020.全國高考真題）（多項選擇）一物塊在高3.0m、長5.0 m的斜面頂端從靜止開始沿斜 面下滑，其重力勢能和動能隨下滑距離s的變化如圖中直線I、【1所示,重力加速度取10m/s2。 貝U（）A.

55、物塊下滑過程中機械能不守恒B.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5C.物塊下滑時加速度的大小為6.0m/s2D.當物塊下滑2.0m時機械能損失了 12J【答案】AB【解析】A.下滑5m的過程中，重力勢能減少30J,動能增加IOJ,減小的重力勢能并不等與增 加的動能，所以機械能不守恒，A正確；B.斜面高3m、長5m,那么斜面傾角為8=37。令斜面底端為零勢面，那么物塊在斜面頂 端時的重力勢能mgh=30J可得質(zhì)量m= 1kg下滑5m過程中，由功能原理，機械能的減少量等于克服摩擦力做的功4mgcoses=20J求得 =0.5B正確；C.由牛頓第二定律mgsinO/zmgcos 3=ma求得6Z=2m/

56、s2C錯誤；D.物塊下滑，2.0m時，重力勢能減少12J,動能增加4J,所以機械能損失了 8J, D選 項錯誤。應(yīng)選ABo（2020.山東高考真題）（多項選擇）如下圖，質(zhì)量為M的物塊A放置在光滑水平桌面上， 右側(cè)連接一固定于墻面的水平輕繩，左側(cè)通過一傾斜輕繩跨過光滑定滑輪與一豎直輕彈簧相連?，F(xiàn)將質(zhì)量為2的鉤碼B掛于彈簧下端，當彈簧處于原長時，將B由靜止釋放，當B下 降到最低點時（未著地），A對水平桌面的壓力剛好為零。輕繩不可伸長，彈簧始終在彈性 限度內(nèi)，物塊A始終處于靜止狀態(tài)。以下判斷正確的選項是（）A . M2m2m M3mC.在B從釋放位置運動到最低點的過程中，所受合力對B先做正功后做負功

57、D.在B從釋放位置運動到速度最大的過程中，B克服彈簧彈力做的功等于B機械能的 減少量【答案】ACD【解析】AB.由題意可知B物體可以在開始位置到最低點之間做簡諧振動，故在最低點時有彈 簧彈力7=2吆；對A分析，設(shè)繩子與桌面間夾角為仇那么依題意有故有故A正確，B錯誤；C.由題意可知B從釋放位置到最低點過程中，開始彈簧彈力小于重力，物體加速，合 力做正功；后來彈簧彈力大于重力，物體減速，合力做負功，故C正確；D.對于B,在從釋放到速度最大過程中，B機械能的減少量等于彈簧彈力所做的負功， 即等于B克服彈簧彈力所做的功，故D正確。8.（2021 .浙江高考真題）如下圖，豎直平面內(nèi)由傾角a=60。的斜面

58、軌道A3、半徑均為R 的半圓形細圓管軌道3cDE和圓周細圓管軌道EVG構(gòu)成一游戲裝置固定于地面，B、E兩處 軌道平滑連接，軌道所在平面與豎直墻面垂直。軌道出口處G和圓心。2的連線，以及02、 E、Oi和8等四點連成的直線與水平線間的夾角均為6=30。, G點與豎直墻面的距離。 現(xiàn)將質(zhì)量為m的小球從斜面的某高度h處靜止釋放。小球只有與豎直墻面間的碰撞可視為 彈性碰撞，不計小球大小和所受阻力。假設(shè)釋放處高度上加，當小球第一次運動到圓管最低點C時，求速度大小火及在此過程中所受合力的沖量的大小和方向；(2)求小球在圓管內(nèi)與圓心Ch點等高的D點所受彈力Fn與h的關(guān)系式；(3)假設(shè)小球釋放后能從原路返回到

59、出發(fā)點，高度h應(yīng)該滿足什么條件？ h5【答案】(l)u =, I = g12g4 , 水平向左；(2)丹=2吆(一1) (fe/?)； (3)/z-7?R29或拉=R2【解析】(1)機械能守恒解得動量定理方向水平向左(2)機械能守恒牛頓第二定律解得滿足的條件/zR(3)第1種情況:不滑離軌道原路返回，條件是2第2種情況：與墻面垂直碰撞后原路返回，在進入G之前是平拋運動其中匕=% sin 9 ,匕,二% cos。，貝ij得機械能守恒滿足的條件(3)滑塊在水平地面上運動的最大位移為多少?！敬鸢浮?1) 2mgR； (2) mg； (3) 24g【解析】(1)滑塊到達圓形管最高點時重力勢能的大小Ep

60、=2mgR(2)滑塊在圓形管內(nèi)運動會受到圓形管的約束，通過最高點的最小速度為0,故滑塊在軌 道最高點時，二力平衡有Fn=mg根據(jù)牛頓第三定律，滑塊對軌道的作用力大小為 2g。(3)滑塊從進入圓形管到最終停在水平地面上的過程中，根據(jù)動能定理有解得最大位移為典例6 (2020全國高一課時練習(xí))一個質(zhì)量1kg的物體，位于離地面高L5m處，比天花板 低2.5m。以地面為零勢能位置時，物體的重力勢能等于；以天花板為零勢能位置 時,物體的重力勢能等于。該物體的重力勢能為零時，應(yīng)取 為零勢能位置。【答案】15J, -25J,物體所在的水平面【解析】1由于以地面為零勢能位置那么Epi = mg hi = 1