三维设计新课标高考物理一轮总复习课件 第五章第3单元 机械能守恒定律(65张ppt)

重力势能与弹性势能重力势能与弹性势能想一想想一想 如图如图531所示，小球质量为所示，小球质量为m，从从A点由静止下落，到达点由静止下落，到达C点的速度为零。点的速度为零。请思考以下问题：请思考以下问题：图图531 (1)此过程中小球重力做的功是多少？小球重力势此过程中小球重力做的功是多少？小球重力势能如何变化？变化量为多大？能如何变化？变化量为多大？ (2)弹簧对小球做正功还是负功？弹簧的弹性势能弹簧对小球做正功还是负功？弹簧的弹性势能是增大还是减小？是增大还是减小？ 提示：提示：(1)重力做功为重力做功为mg(hx)，小球重力势能减，小球重力势能减小了小了mg(hx)。 (2)弹簧对小球做负功，弹簧的弹性势能增大。弹簧对小球做负功，弹簧的弹性势能增大。记一记记一记 1重力势能重力势能 (1)定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。度的乘积。 (2)表达式：表达式：Ep 。 (3)矢标性：重力势能是标量，但有正负，其意义表矢标性：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大还是小。示物体的重力势能比它在参考平面大还是小。 (4)重力势能的特点：重力势能的特点： 系统性：重力势能是物体和系统性：重力势能是物体和 所共有的。所共有的。mgh地球地球 相对性：重力势能的大小与参考平面的选取相对性：重力势能的大小与参考平面的选取 ，但重力势能的变化与参考平面的选取但重力势能的变化与参考平面的选取 。 (5)重力做功与重力势能变化的关系：重力做功与重力势能变化的关系： WG 。 2弹性势能弹性势能 (1)定义：发生定义：发生 的物体的各部分之间，由于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。有弹力的相互作用，而具有的势能。 (2)大小：与形变量及大小：与形变量及 有关。有关。 (3)弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做正功，弹弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做正功，弹性势能性势能 ；弹力做负功，弹性势能；弹力做负功，弹性势能 。有关有关无关无关Ep弹性形变弹性形变劲度系数劲度系数减小减小增加增加试一试试一试1关于重力势能，下列说法中正确的是关于重力势能，下列说法中正确的是 ()A重力势能是地球与物体所组成的系统共有的重力势能是地球与物体所组成的系统共有的B重力势能为负值，表示物体的重力势能比在参考重力势能为负值，表示物体的重力势能比在参考 平面上具有的重力势能少平面上具有的重力势能少C卫星绕地球做椭圆运动，当由近地点向远地点运卫星绕地球做椭圆运动，当由近地点向远地点运 动时，其重力势能减小动时，其重力势能减小D只要物体在水平面以下，其重力势能为负值只要物体在水平面以下，其重力势能为负值解析：由重力势能的系统性可知，解析：由重力势能的系统性可知，A正确；物体在参正确；物体在参考平面时重力势能为零，高于参考平面时重力势能为考平面时重力势能为零，高于参考平面时重力势能为正，低于参考平面时，重力势能为负，其正，低于参考平面时，重力势能为负，其“正、负正、负”表表示大小，示大小，B正确；卫星由近地点到远地点的过程中，克正确；卫星由近地点到远地点的过程中，克服重力做功，重力势能增大，服重力做功，重力势能增大，C错误；参考平面的选错误；参考平面的选取是任意的，水平面不一定是参考平面，取是任意的，水平面不一定是参考平面，D错。错。答案：答案：AB机械能守恒定律机械能守恒定律想一想想一想 如图如图532所示，质量为所示，质量为m的小球从光滑曲面的小球从光滑曲面上滑下，当它到达高度为上滑下，当它到达高度为h1的位置的位置A时，速度大小为时，速度大小为v1；当它继续滑下到高度为；当它继续滑下到高度为h2的位置的位置B时，速度大小时，速度大小为为v2。图图532超链超链接接 (1)试根据动能定理推导小球在试根据动能定理推导小球在A、B两点运动时两点运动时动能大小的变化与重力做功的关系。动能大小的变化与重力做功的关系。 (2)将上述表达式等号两侧带将上述表达式等号两侧带“”号的一项移到等号的一项移到等号另一侧，得到的表达式的物理意义是什么？号另一侧，得到的表达式的物理意义是什么？ 1内容内容 在只有在只有 做功的物体系统内，动能与做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。 2机械能守恒的条件机械能守恒的条件 只有重力或弹力做功。只有重力或弹力做功。 3对守恒条件的理解对守恒条件的理解 (1)只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情况只受重力作用，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。下的各种抛体运动，物体的机械能守恒。记一记记一记重力或弹力重力或弹力 (2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或系统内的受其他力，但其他力不做功，只有重力或系统内的弹力做功。弹力做功。 (3)弹力做功伴随着弹性势能的变化，并且弹力做的功弹力做功伴随着弹性势能的变化，并且弹力做的功等于弹性势能的减少量。等于弹性势能的减少量。 4机械能守恒的三种表达式机械能守恒的三种表达式 (1)E1E2(E1、E2分别表示系统初、末状态时的总机械分别表示系统初、末状态时的总机械能能)。 (2)EkEp或或Ek增增Ep减减(表示系统势能的减少量表示系统势能的减少量等于系统动能的增加量等于系统动能的增加量)。 (3)EAEB或或EA增增EB减减(表示系统只有表示系统只有A、B两物两物体时，体时，A增加的机械能等于增加的机械能等于B减少的机械能减少的机械能)。 试一试试一试2关于机械能是否守恒，下列说法正确的是关于机械能是否守恒，下列说法正确的是 ()A做匀速直线运动的物体机械能一定守恒做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B做匀速圆周运动的物体机械能一定守恒做匀速圆周运动的物体机械能一定守恒C做变速运动的物体机械能可能守恒做变速运动的物体机械能可能守恒D合力对物体做功不为零，机械能一定不守恒合力对物体做功不为零，机械能一定不守恒解析：做匀速直线运动的物体与做匀速圆周运动的物体，解析：做匀速直线运动的物体与做匀速圆周运动的物体，如果是在竖直平面内则机械能不守恒，如果是在竖直平面内则机械能不守恒，A、B错误；合力错误；合力做功不为零，机械能可能守恒，做功不为零，机械能可能守恒，D错误，错误，C正确。正确。答案：答案：C机械能守恒的判断机械能守恒的判断 例例1如图如图533所示，下列关于机械能是否守所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是恒的判断正确的是 ()图图533 A甲图中，物体甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，将弹簧压缩的过程中，A机械能机械能守恒守恒 B乙图中，乙图中，A置于光滑水平面，物体置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面沿光滑斜面下滑，物体下滑，物体B机械能守恒机械能守恒 C丙图中，不计任何阻力时丙图中，不计任何阻力时A加速下落，加速下落，B加速上加速上升过程中，升过程中，A、B系统机械能守恒系统机械能守恒 D丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒小球的机械能守恒 审题指导审题指导 (1)只有重力和弹簧弹力做功时，物体与弹簧组成的系统只有重力和弹簧弹力做功时，物体与弹簧组成的系统机械能守恒。机械能守恒。 (2)物体物体B沿斜面下滑时，放在光滑水平面上的斜面体沿沿斜面下滑时，放在光滑水平面上的斜面体沿水平面是运动的。水平面是运动的。 尝试解题尝试解题 甲图中重力和弹力做功，物体甲图中重力和弹力做功，物体A和弹簧组成的系统机械和弹簧组成的系统机械能守恒，但物体能守恒，但物体A机械能不守恒，机械能不守恒，A错；乙图中物体错；乙图中物体B除受重除受重力外，还受弹力，弹力对力外，还受弹力，弹力对B做负功，机械能不守恒，但从能做负功，机械能不守恒，但从能量特点看量特点看A、B组成的系统机械能守恒，组成的系统机械能守恒，B错；丙图中绳子张错；丙图中绳子张力对力对A做负功，对做负功，对B做正功，代数和为零，做正功，代数和为零，A、B机械能守恒，机械能守恒，C对；丁图中动能不变，势能不变，机械能守恒，对；丁图中动能不变，势能不变，机械能守恒，D对。对。 答案答案CD机械能是否守恒的几种判断方法机械能是否守恒的几种判断方法 (1)利用机械能的定义判断利用机械能的定义判断(直接判断直接判断)：若物体动能、：若物体动能、势能均不变，机械能不变。若一个物体动能不变、重力势能均不变，机械能不变。若一个物体动能不变、重力势能变化，或重力势能不变、动能变化或动能和重力势势能变化，或重力势能不变、动能变化或动能和重力势能同时增加能同时增加(减小减小)，其机械能一定变化。，其机械能一定变化。 (2)用做功判断：若物体或系统只有重力用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的或弹簧的弹力弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒。恒。 (3)用能量转化来判断：若物体系统中只有动能和用能量转化来判断：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，势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒。则物体系统机械能守恒。 (4)对多个物体组成的系统，除考虑外力是否只有对多个物体组成的系统，除考虑外力是否只有重力做功外，还要考虑系统内力做功，如有滑动摩擦重力做功外，还要考虑系统内力做功，如有滑动摩擦力做功时，因有摩擦热产生，系统机械能将有损失。力做功时，因有摩擦热产生，系统机械能将有损失。单个物体机械能守恒定律的应用单个物体机械能守恒定律的应用1.机械能守恒定律的表达式比较机械能守恒定律的表达式比较表达表达角度角度表达公式表达公式表达意义表达意义注意事项注意事项守恒守恒观点观点EkEpEkEp系统的初状态系统的初状态机械能的总和机械能的总和与末状态机械与末状态机械能的总和相等能的总和相等应用时应选好重应用时应选好重力势能的零势能力势能的零势能面，且初末状态面，且初末状态必须用同一零势必须用同一零势能面计算势能能面计算势能表达表达角度角度表达表达公式公式表达意义表达意义注意事项注意事项转化转化观点观点EkEp表示系统表示系统(或物体或物体)机机械能守恒时，系统减械能守恒时，系统减少少(或增加或增加)的重力势的重力势能等于系统增加能等于系统增加(或或减少减少)的动能的动能应用时关键在于分应用时关键在于分清重力势能的增加清重力势能的增加量和减少量，可不量和减少量，可不选零势能面而直接选零势能面而直接计算初末状态的势计算初末状态的势能差能差表达表达角度角度表达表达公式公式表达意义表达意义注意事项注意事项转移转移观点观点E增增E减减若系统由若系统由A、B两部两部分组成，则分组成，则A部分物部分物体机械能的增加量体机械能的增加量与与B部分物体机械能部分物体机械能的减少量相等的减少量相等常用于解决两常用于解决两个或多个物体个或多个物体组成的系统的组成的系统的机械能守恒问机械能守恒问题题2.应用机械能守恒定律解题的一般步骤应用机械能守恒定律解题的一般步骤 (3)选取零势能面，确定研究对象在初、末状态的机选取零势能面，确定研究对象在初、末状态的机械能。械能。 (4)根据机械能守恒定律列出方程。根据机械能守恒定律列出方程。 (5)解方程求出结果，并对结果进行必要的讨论和说解方程求出结果，并对结果进行必要的讨论和说明。明。 例例2如图如图534所示，斜面轨道所示，斜面轨道AB与水平面之间的夹角与水平面之间的夹角53，BD为半径为半径R4 m的圆弧形轨道，且的圆弧形轨道，且B点与点与D点在同一点在同一水平面上，在水平面上，在B点，斜面轨道点，斜面轨道AB与圆弧形与圆弧形轨道轨道BD相切，整个轨道处于竖直平面内且相切，整个轨道处于竖直平面内且处处光滑，在处处光滑，在A点处有一质量点处有一质量m1 kg的小球由静止滑下，经过的小球由静止滑下，经过B、C两点后从两点后从D点斜抛出去，最后落在地面上的点斜抛出去，最后落在地面上的S点时的速度点时的速度大小大小vS8 m/s，已知，已知A点距地面的高度点距地面的高度H10 m，B点距地面的点距地面的高度高度h5 m，设以，设以MDN为分界线，其左边为一阻力场区域，为分界线，其左边为一阻力场区域，右边为真空区域，右边为真空区域，g取取10 m/s2，cos 530.6，求：，求：图图534 (1)小球经过小球经过B点时的速度为多大？点时的速度为多大？ (2)小球经过圆弧轨道最低处小球经过圆弧轨道最低处C点时对轨道的压力点时对轨道的压力多大？多大？ (3)小球从小球从D点抛出后，受到的阻力点抛出后，受到的阻力Ff与其瞬时速与其瞬时速度方向始终相反，求小球从度方向始终相反，求小球从D点至点至S点的过程中阻力点的过程中阻力Ff所做的功。所做的功。 审题指导审题指导 第一步：抓关键点第一步：抓关键点关键点关键点获取信息获取信息B点与点与D点在同一点在同一水平面上水平面上小球在小球在B、D两点速度大小相等两点速度大小相等整个轨道处处光整个轨道处处光滑滑在在ABCD轨道上，只有重力对小球轨道上，只有重力对小球做功，其机械能守恒做功，其机械能守恒MDN左边为一阻左边为一阻力场区域力场区域因有阻力做功，小球在因有阻力做功，小球在MDN左侧区左侧区域运动时，机械能减少域运动时，机械能减少 第二步：找突破口第二步：找突破口 要求小球在要求小球在C点时对轨道的压力点时对轨道的压力对小球由对小球由A到到C过过程应用机械能守恒定律求得小球在程应用机械能守恒定律求得小球在C点的速度点的速度应用牛应用牛顿第二定律列式求得轨道对小球的支持力顿第二定律列式求得轨道对小球的支持力应用牛顿第应用牛顿第三定律求得小球对轨道三定律求得小球对轨道C点的压力。点的压力。尝试解题尝试解题答案答案(1)10 m/s(2)43 N(3)68 J (1)机械能守恒定律是一种机械能守恒定律是一种“能能能转化能转化”关系，关系，其守恒是有条件的，因此，应用时首先要对研究对象其守恒是有条件的，因此，应用时首先要对研究对象在所研究的过程中机械能是否守恒做出判断。在所研究的过程中机械能是否守恒做出判断。 (2)如果系统如果系统(除地球外除地球外)只有一个物体，用守恒观只有一个物体，用守恒观点列方程较方便；对于由两个或两个以上物体组成的点列方程较方便；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。系统，用转化或转移的观点列方程较简便。多个物体组成的系统机械能守恒定律的应用多个物体组成的系统机械能守恒定律的应用 例例3(2013长春调研长春调研)如图如图535所示，左侧为一个所示，左侧为一个半径为半径为R的半球形的碗固定在水平桌面上，碗口水平，的半球形的碗固定在水平桌面上，碗口水平，O点为点为球心，碗的内表面及碗口光滑。右侧是一个固定光滑斜面，球心，碗的内表面及碗口光滑。右侧是一个固定光滑斜面，斜面足够长，倾角斜面足够长，倾角30。一根不可伸长的不计质量的细绳。一根不可伸长的不计质量的细绳跨在碗口及光滑斜面顶端的光滑定滑轮两端上，绳的两端分跨在碗口及光滑斜面顶端的光滑定滑轮两端上，绳的两端分别系有可视为质点的小球别系有可视为质点的小球m1和和m2，且，且m1m2。开始时。开始时m1恰在恰在右端碗口水平直径右端碗口水平直径A处，处，m2在斜面上且距离斜面顶端足够远，在斜面上且距离斜面顶端足够远，此时连接两球的细绳与斜面平行且恰好伸直。当此时连接两球的细绳与斜面平行且恰好伸直。当m1由静止释由静止释放运动到圆心放运动到圆心O的正下方的正下方B点时细绳突然断开，不计细绳断开点时细绳突然断开，不计细绳断开瞬间的能量损失。瞬间的能量损失。图图535 审题指导审题指导 解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点： (1)两球的速度大小之间的关系。两球的速度大小之间的关系。 (2)两球一起运动时，高度变化的关系。两球一起运动时，高度变化的关系。 尝试解题尝试解题 (1)设重力加速度为设重力加速度为g，小球，小球m1到达最低点到达最低点B时时m1、m2的速度大小分别为的速度大小分别为v1、v2，由运动的合成与分解得，由运动的合成与分解得多物体机械能守恒问题的分析方法多物体机械能守恒问题的分析方法 (1)对多个物体组成的系统要注意判断物体运动过对多个物体组成的系统要注意判断物体运动过程中，系统的机械能是否守恒。程中，系统的机械能是否守恒。 (2)注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关系。和位移关系。 (3)列机械能守恒方程时，一般选用列机械能守恒方程时，一般选用EkEp的的形式。形式。超链超链接接图图536 题后悟道题后悟道利用等效法计算势能变化时一定要利用等效法计算势能变化时一定要注意等效部分的质量关系，即根据物体的相对位置关注意等效部分的质量关系，即根据物体的相对位置关系将物体分成若干段，在应用相关规律求解时要注意系将物体分成若干段，在应用相关规律求解时要注意对应各部分的质量关系。即在解决涉及重力势能变化对应各部分的质量关系。即在解决涉及重力势能变化的问题时，物体的位置变化要以重心位置变化为准。的问题时，物体的位置变化要以重心位置变化为准。 如图如图537所示，一条长为所示，一条长为L的柔软匀质链条，开始时静止在的柔软匀质链条，开始时静止在光滑梯形平台上，斜面上的链条长光滑梯形平台上，斜面上的链条长为为x0，已知重力加速度为，已知重力加速度为g，Lx0)。图图537随堂巩固落实随堂巩固落实1下列说法正确的是下列说法正确的是 ()A如果物体所受到的合力为零，则其机械能一定守如果物体所受到的合力为零，则其机械能一定守恒恒B如果物体所受到的合力做的功为零，则其机械能如果物体所受到的合力做的功为零，则其机械能一定守恒一定守恒C物体沿光滑曲面自由下滑的过程中，其机械能一物体沿光滑曲面自由下滑的过程中，其机械能一定守恒定守恒D做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒解析：物体受到的合力为零，机械能不一定守恒，如解析：物体受到的合力为零，机械能不一定守恒，如在竖直方向上物体做匀速直线运动，其机械能不守恒，在竖直方向上物体做匀速直线运动，其机械能不守恒，所以选项所以选项A、B错误；物体沿光滑曲面自由下滑的过程错误；物体沿光滑曲面自由下滑的过程中，只有重力做功，所以机械能守恒，选项中，只有重力做功，所以机械能守恒，选项C正确；正确；做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒，如自由落做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒，如自由落体运动，选项体运动，选项D正确。正确。答案：答案：CD2两个质量不同的小铁块两个质量不同的小铁块A和和B，分别，分别从高度相同的都是光滑的斜面和圆从高度相同的都是光滑的斜面和圆弧斜面的顶点滑向底部，如图弧斜面的顶点滑向底部，如图538所示，如果它们的初速度为零，所示，如果它们的初速度为零，则下列说法正确的是则下列说法正确的是 ()A下滑过程中重力所做的功相等下滑过程中重力所做的功相等B它们到达底部时动能相等它们到达底部时动能相等C它们到达底部时速率相等它们到达底部时速率相等D它们在最高点时的机械能和它们到达最低点时它们在最高点时的机械能和它们到达最低点时的机械能大小各自相等的机械能大小各自相等图图538答案：答案：CD3.在竖直平面内，一根光滑金属杆弯成在竖直平面内，一根光滑金属杆弯成如图如图539所示形状，相应的曲线所示形状，相应的曲线方程为方程为y2.5cos(kx) m，式中，式中k1 m1。将一光滑小环套在该金属杆。将一光滑小环套在该金属杆上，开始时小环静止于金属杆的最低点，给小环以上，开始时小环静止于金属杆的最低点，给小环以v020 m/s的水平初速度沿杆向右运动。取重力加速度的水平初速度沿杆向右运动。取重力加速度g10 m/s2，关于小环的运动，下列说法正确的是，关于小环的运动，下列说法正确的是()图图539A金属杆对小环不做功金属杆对小环不做功B金属杆对小环做功金属杆对小环做功C小环能到达金属杆的最高点小环能到达金属杆的最高点D小环不能到达金属杆的最高点小环不能到达金属杆的最高点答案：答案：AC4(2012上海高考上海高考)如图如图5310所示，所示，可视为质点的小球可视为质点的小球A、B用不可伸长的用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为径为R的光滑圆柱，的光滑圆柱，A的质量为的质量为B的两的两倍。当倍。当B位于地面时，位于地面时，A恰与圆柱轴心等高。将恰与圆柱轴心等高。将A由静由静止释放，止释放，B上升的最大高度是上升的最大高度是 ()图图5310答案：答案：C5(2013泉州模拟泉州模拟)如图如图5311甲所示，圆形玻璃平甲所示，圆形玻璃平板半径为板半径为r, 离水平地面的高度为离水平地面的高度为h，一质量为，一质量为m的小的小木块放置在玻璃板的边缘，随玻璃板一起绕圆心木块放置在玻璃板的边缘，随玻璃板一起绕圆心O在水平面内做匀速圆周运动。在水平面内做匀速圆周运动。图图5311 (1)若匀速圆周运动的周期为若匀速圆周运动的周期为T，求木块的线速度和所受，求木块的线速度和所受摩擦力的大小。摩擦力的大小。(2)缓慢增大玻璃板的转速，最后木块沿玻璃板边缘的切缓慢增大玻璃板的转速，最后木块沿玻璃板边缘的切线方向水平飞出，落地点与通过圆心线方向水平飞出，落地点与通过圆心O的竖直线间的距的竖直线间的距离为离为s，俯视图如图乙所示。不计空气阻力，重力加速，俯视图如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度为度为g，试求木块落地前瞬间的动能。，试求木块落地前瞬间的动能。课时跟踪检测课时跟踪检测见见“课时跟踪课时跟踪检测（二十）检测（二十）”（给有能力的学生加餐）（给有能力的学生加餐）1(2012广州模拟广州模拟)物体在平衡力作用下的运动中物体在平衡力作用下的运动中 ()A物体的机械能一定不变物体的机械能一定不变B如果物体的重力势能有变化，则它的机械能一定有如果物体的重力势能有变化，则它的机械能一定有变化变化C物体的动能可能变化，但机械能一定有变化物体的动能可能变化，但机械能一定有变化D物体的重力势能可能变化，但它的机械能一定不变物体的重力势能可能变化，但它的机械能一定不变解析：由动能定理知，平衡力作用下物体的动能一定不解析：由动能定理知，平衡力作用下物体的动能一定不变，变，C错，若物体的重力势能不变则机械能不变，若重错，若物体的重力势能不变则机械能不变，若重力势能变化，则机械能一定有变化，力势能变化，则机械能一定有变化，B对，对，A、D错。错。答案：答案：B2. 如图如图1所示，质量分别为所示，质量分别为m和和2m的两个小球的两个小球A和和B，中，中间用轻质杆相连，在杆的中点间用轻质杆相连，在杆的中点O处有一固定转动轴，处有一固定转动轴，把杆置于水平位置后释放，在把杆置于水平位置后释放，在B球顺时针摆动到最低球顺时针摆动到最低位置的过程中位置的过程中(不计一切摩擦不计一切摩擦) () 图图1AB球的重力势能减少，动能增加，球的重力势能减少，动能增加，B球和地球组成的系统球和地球组成的系统机械能守恒机械能守恒BA球的重力势能增加，动能也增加，球的重力势能增加，动能也增加，A球和地球组成的系球和地球组成的系统机械能不守恒统机械能不守恒CA球、球、B球和地球组成的系统机械能守恒球和地球组成的系统机械能守恒DA球、球、B球和地球组成的系统机械能不守恒球和地球组成的系统机械能不守恒解析：解析：A球在上摆过程中，重力势能增加，动能也增加，机球在上摆过程中，重力势能增加，动能也增加，机械能增加，械能增加，B项正确；由于项正确；由于A球、球、B球和地球组成的系统只有球和地球组成的系统只有重力做功，故系统的机械能守恒，重力做功，故系统的机械能守恒，C项正确，项正确，D项错误；所项错误；所以以B球和地球组成系统的机械能一定减少，球和地球组成系统的机械能一定减少，A项错误。项错误。答案：答案：BC3. 如图如图2所示，劲度系数为所示，劲度系数为k的轻质弹簧，一端系在竖直的轻质弹簧，一端系在竖直放置的半径为放置的半径为R的圆环顶点的圆环顶点P，另一端系一质量为，另一端系一质量为m的的小球，小球穿在圆环上做无摩擦的运动。设开始时小小球，小球穿在圆环上做无摩擦的运动。设开始时小球置于球置于A点，弹簧处于自然状态，当小球运动到最低点，弹簧处于自然状态，当小球运动到最低点时速率为点时速率为v，对圆环恰好没有压力。下列分析正确，对圆环恰好没有压力。下列分析正确的是的是 ()图图2答案：答案：BC4.内壁光滑的环形凹槽半径为内壁光滑的环形凹槽半径为R，固定在竖，固定在竖直平面内，一根长度为直平面内，一根长度为R的轻杆，一端的轻杆，一端固定有质量固定有质量m的小球甲，另一端固定有的小球甲，另一端固定有质量为质量为2m的小球乙。现将两小球放入的小球乙。现将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点(如图如图3所示所示)，由静止，由静止释放后释放后 ()A下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机 械能械能B下滑过程中甲球减少的重力势能总是等于乙球增加的下滑过程中甲球减少的重力势能总是等于乙球增加的重力势能重力势能C甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点D杆从右向左滑回时，乙球一定不能回到凹槽的最低点杆从右向左滑回时，乙球一定不能回到凹槽的最低点图图3解析：环形槽光滑，甲、乙组成的系统在运动过程中解析：环形槽光滑，甲、乙组成的系统在运动过程中只有重力做功，故系统机械能守恒，下滑过程中甲减只有重力做功，故系统机械能守恒，下滑过程中甲减少的机械能总是等于乙增加的机械能，甲、乙系统减少的机械能总是等于乙增加的机械能，甲、乙系统减少的重力势能等于系统增加的动能；甲减少的重力势少的重力势能等于系统增加的动能；甲减少的重力势能等于乙增加的势能与甲、乙增加的动能之和；由于能等于乙增加的势能与甲、乙增加的动能之和；由于乙的质量较大，系统的重心偏向乙一端，由机械能守乙的质量较大，系统的重心偏向乙一端，由机械能守恒，知甲不可能滑到槽的最低点，杆从右向左滑回时恒，知甲不可能滑到槽的最低点，杆从右向左滑回时乙一定会回到槽的最低点。乙一定会回到槽的最低点。答案：答案：A5一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是运动员可视为质点，下列说法正确的是 ()A运动员到达最低点前重力势能始终减小运动员到达最低点前重力势能始终减小B蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加性势能增加C蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒统机械能守恒D蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关选取有关解析：重力做功决定重力势能的变化，随着高度的降解析：重力做功决定重力势能的变化，随着高度的降低，重力一直做正功，重力势能一直减小，故低，重力一直做正功，重力势能一直减小，故A选项选项正确；弹性势能的变化取决于弹力做功，当蹦极绳张正确；弹性势能的变化取决于弹力做功，当蹦极绳张紧后，随着运动员的下落弹力一直做负功，弹性势能紧后，随着运动员的下落弹力一直做负功，弹性势能一直增大，故一直增大，故B选项正确；在蹦极过程中，由于只有选项正确；在蹦极过程中，由于只有重力和蹦极绳的弹力做功，故由运动员、地球及蹦极重力和蹦极绳的弹力做功，故由运动员、地球及蹦极绳组成的系统机械能守恒，故选项绳组成的系统机械能守恒，故选项C正确；重力势能正确；重力势能的大小与势能零点的选取有关，而势能的改变与势能的大小与势能零点的选取有关，而势能的改变与势能零点选取无关，故选项零点选取无关，故选项D错误。错误。答案：答案：ABC6.有一竖直放置的有一竖直放置的“T”形架，表面光滑，形架，表面光滑，滑块滑块A、B分别套在水平杆与竖直杆分别套在水平杆与竖直杆上，上，A、B用一不可伸长的轻细绳相用一不可伸长的轻细绳相连，连，A、B质量相等，且可看做质点，质量相等，且可看做质点，如图如图4所示，开始时细绳水平伸直，所示，开始时细绳水平伸直，A、B静止。由静止释放静止。由静止释放B后，已知当细绳与竖直方后，已知当细绳与竖直方向的夹角为向的夹角为60时，滑块时，滑块B沿着竖直杆下滑的速度沿着竖直杆下滑的速度为为v，则连接，则连接A、B的绳长为的绳长为 () 图图4答案：答案：D7.如图如图5所示，有一条长为所示，有一条长为L的均匀金属链条，的均匀金属链条，一半长度在光滑斜面上，斜面倾角为一半长度在光滑斜面上，斜面倾角为，另一半长度沿竖直方向下垂在空中，当另一半长度沿竖直方向下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，求链条刚好全部链条从静止开始释放后链条滑动，求链条刚好全部滑出斜面时的速度是多大。滑出斜面时的速度是多大。图图5