（浙江選考）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能守恒定律 第3講 機(jī)械能及能量守恒定律學(xué)案

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1、 第3講　機(jī)械能及能量守恒定律 [考試標(biāo)準(zhǔn)] 知識(shí)內(nèi)容 必考要求 加試要求 說明 重力勢(shì)能 c c 1.不要求掌握物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)重力做功表達(dá)式的推導(dǎo)方法． 2.不要求掌握彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式． 3.運(yùn)用機(jī)械能守恒定律進(jìn)行計(jì)算時(shí)，不涉及彈性勢(shì)能的表達(dá)式． 4.不要求用機(jī)械能守恒定律求解兩個(gè)及兩個(gè)以上物體(包括需要確定重心的鏈條、繩子、流體等)的問題． 5.不要求用能量守恒定律進(jìn)行較復(fù)雜的定量計(jì)算. 彈性勢(shì)能 b b 機(jī)械能守恒定律 d d 能量守恒定律與能源 c d 一、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能 1．重力做功與路徑無關(guān)，只與初、末位置的高度差

2、有關(guān)． 2．重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系： 重力對(duì)物體做正功，重力勢(shì)能減少；重力對(duì)物體做負(fù)功，重力勢(shì)能增加；物體從位置A到位置B時(shí)，重力對(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的減少量，即WG＝－ΔEp. 3．彈力做功與彈性勢(shì)能的關(guān)系：彈力對(duì)物體做正功，彈性勢(shì)能減少，彈力對(duì)物體做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加，彈力對(duì)物體做的功等于彈性勢(shì)能的減少量． 二、機(jī)械能守恒定律 1．內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變． 2．表達(dá)式：mgh1＋mv＝mgh2＋mv. 3．條件 (1)系統(tǒng)只受重力或彈簧彈力的作用，不受其他外力． (2)系統(tǒng)除受重力或彈簧彈力作用外

3、，還受其他內(nèi)力和外力，但這些力對(duì)系統(tǒng)不做功． (3)系統(tǒng)內(nèi)除重力或彈簧彈力做功外，還有其他內(nèi)力和外力做功，但這些力做功的代數(shù)和為零． (4)系統(tǒng)跟外界沒有發(fā)生機(jī)械能的傳遞，系統(tǒng)內(nèi)外也沒有機(jī)械能與其他形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化． 自測(cè)1　如圖1所示，在光滑水平面上有一物體，它的左端連一彈簧，彈簧的另一端固定在墻上，在力F作用下物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)撤去力F后，物體將向右運(yùn)動(dòng)，在物體向右運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說法正確的是(　　) 圖1 A．彈簧的彈性勢(shì)能逐漸減小 B．彈簧的彈性勢(shì)能逐漸增大 C．彈簧的彈性勢(shì)能先增大后減小 D．彈簧的彈性勢(shì)能先減小后增大 答案　D 自測(cè)2　如圖2所示，質(zhì)量分

4、別為M、m的兩個(gè)小球置于高低不同的兩個(gè)平臺(tái)上，a、b、c分別為不同高度的參考平面，下列說法正確的是(　　) 圖2 A．若以c為參考平面，M的機(jī)械能大 B．若以b為參考平面，M的機(jī)械能大 C．若以a為參考平面，M的機(jī)械能大 D．無論如何選擇參考平面，總是M的機(jī)械能大 答案　B 解析　若以b為參考平面，M的機(jī)械能為零，m的機(jī)械能為負(fù)值，M的機(jī)械能大，B正確；若以c為參考平面，則EpM＝MghM，Epm＝mghm，因不知M、m的大小關(guān)系，故無法比較M、m的機(jī)械能大小，若以a為參考平面，同樣無法比較M、m的機(jī)械能大小，故A、C、D錯(cuò)誤． 三、功能關(guān)系 1．功是能量轉(zhuǎn)化的量度，功和

5、能的關(guān)系一是體現(xiàn)在不同的力做功，對(duì)應(yīng)不同形式的能轉(zhuǎn)化，具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，二是做功的多少與能量轉(zhuǎn)化的多少在數(shù)值上相等． 2．做功對(duì)應(yīng)變化的能量形式 (1)合外力的功影響物體動(dòng)能的變化． (2)重力的功影響物體重力勢(shì)能的變化． (3)彈簧彈力的功影響彈性勢(shì)能的變化． (4)除重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力以外的力做功影響物體機(jī)械能的變化． (5)滑動(dòng)摩擦力的功影響系統(tǒng)內(nèi)能的變化． (6)電場(chǎng)力的功影響電勢(shì)能的變化． (7)分子力的功影響分子勢(shì)能的變化． 四、能量守恒定律 1．內(nèi)容 能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)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(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)

6、移的過程中，能量的總量保持不變． 2．表達(dá)式 ΔE減＝ΔE增． 自測(cè)3　(2016·寧波市聯(lián)考)關(guān)于能量守恒定律，下列說法中不正確的是(　　) A．能量能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，但不能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 B．能量的形式多種多樣，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化 C．一個(gè)物體能量增加了，必然伴隨著別的物體能量減少 D．能量守恒定律證明了能量既不會(huì)創(chuàng)生也不會(huì)消失 答案　A 命題點(diǎn)一　機(jī)械能守恒的理解和判斷 1．利用機(jī)械能的定義判斷： 若物體在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)，則其動(dòng)能、勢(shì)能均不變，機(jī)械能守恒．若一個(gè)物體沿斜面勻速下滑，則其動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減少，機(jī)械能減少． 2．做功判

7、斷法：若物體系統(tǒng)內(nèi)只有重力和彈簧彈力做功，其他力均不做功或其他力做功的代數(shù)和為零，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒． 3．能量轉(zhuǎn)化判斷法：若只有系統(tǒng)內(nèi)物體間動(dòng)能和重力勢(shì)能及彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)跟外界沒有發(fā)生機(jī)械能的傳遞，機(jī)械能也沒有轉(zhuǎn)變成其他形式的能(如沒有內(nèi)能增加)，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒． 例1　(2017·浙江4月選考·12)火箭發(fā)射回收是航天技術(shù)的一大進(jìn)步．如圖3所示，火箭在返回地面前的某段運(yùn)動(dòng)，可看成先勻速后減速的直線運(yùn)動(dòng)，最后撞落在地面上，不計(jì)火箭質(zhì)量的變化，則(　　) 圖3 A．火箭在勻速下降過程中，機(jī)械能守恒 B．火箭在減速下降過程中，攜帶的檢測(cè)儀器處于失重狀態(tài) C．火箭在減

8、速下降過程中合力做功等于火箭機(jī)械能的變化 D．火箭著地時(shí)，火箭對(duì)地的作用力大于自身的重力 答案　D 解析　勻速下降階段，說明阻力等于重力，不止重力做功，所以機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在減速階段，加速度向上，所以超重，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；火箭著地時(shí)，地面給火箭的力大于火箭的重力，由牛頓第三定律知，火箭對(duì)地的作用力大于自身的重力，選項(xiàng)D正確；合外力做功等于動(dòng)能的改變量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤． 變式1　下列關(guān)于機(jī)械能守恒的說法中正確的是(　　) A．做勻速運(yùn)動(dòng)的物體，其機(jī)械能一定守恒 B．物體只受重力，機(jī)械能才守恒 C．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其機(jī)械能一定守恒 D．除重力做功外，其他力不做功，物體的機(jī)械

9、能一定守恒 答案　D 解析　勻速運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力為零，但除重力外可能有其他力做功，如物體在阻力作用下勻速向下運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械能減少了，A錯(cuò)．物體除受重力或彈力外也可受其他力，只要其他力不做功或做功的代數(shù)和為零，機(jī)械能就守恒，B錯(cuò)．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的動(dòng)能不變，但勢(shì)能可能變化，故C錯(cuò)．由機(jī)械能守恒條件知，選項(xiàng)D正確． 變式2　(2017·湖州市質(zhì)檢)下列研究對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能一定守恒的是(　　) A．小球做平拋運(yùn)動(dòng) B．汽車以2 m/s2的加速度啟動(dòng)過程 C．跳傘運(yùn)動(dòng)員從空中勻速下降過程 D．箱子在拉力作用下沿光滑斜面上滑過程 答案　A 解析　做平拋運(yùn)動(dòng)的小球，只受重力，

10、在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能一定守恒，故A正確；汽車以2 m/s2的加速度啟動(dòng)過程，動(dòng)能增大，重力勢(shì)能不變，故機(jī)械能增大，故B錯(cuò)誤；跳傘運(yùn)動(dòng)員打開傘后，空氣阻力做負(fù)功，其機(jī)械能不可能守恒，故C錯(cuò)誤；箱子除受重力以外，還受到拉力作用，由于拉力做功，故箱子的機(jī)械能不守恒，故D錯(cuò)誤． 變式3　(2017·嘉興市質(zhì)檢)2017年4月20日19時(shí)41分，承載著“太空快遞員”身份的“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船在我國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射．如圖4所示，若把發(fā)射離地后的一段上升過程看做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則“天舟一號(hào)”在這一過程中(　　) 圖4 A．重力勢(shì)能不變 B．機(jī)械能不變 C．機(jī)械能增加 D．所受合力做功等于

11、其機(jī)械能的變化量 答案　C 解析　勻加速上升過程，動(dòng)能和重力勢(shì)能都增加，故機(jī)械能增加． 命題點(diǎn)二　機(jī)械能守恒的應(yīng)用 1．機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式 2．在處理單個(gè)物體機(jī)械能守恒問題時(shí)通常應(yīng)用守恒觀點(diǎn)和轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)，轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)不用選取零勢(shì)能面． 例2　如圖5所示，在豎直平面內(nèi)有由圓弧AB和圓弧BC組成的光滑固定軌道，兩者在最低點(diǎn)B平滑連接．AB弧的半徑為R，BC弧的半徑為.一小球在A點(diǎn)正上方與A相距處由靜止開始自由下落，經(jīng)A點(diǎn)沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)． 圖5 (1)求小球在B、A兩點(diǎn)的動(dòng)能之比； (2)通過計(jì)算判斷小球能否沿軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)． 答案　(1)5∶1　(2)能　理由見解析 解

12、析　(1)設(shè)小球的質(zhì)量為m，小球在A點(diǎn)的動(dòng)能為EkA，由機(jī)械能守恒定律得EkA＝mg·① 設(shè)小球在B點(diǎn)的動(dòng)能為EkB，同理有EkB＝mg· ② 由①②式得EkB∶EkA＝5∶1 ③ (2)若小球能沿軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，小球在C點(diǎn)所受軌道的正壓力FN應(yīng)滿足FN≥0 ④ 設(shè)小球在C點(diǎn)的速度大小為vC，由牛頓第二定律和向心力公式有FN＋mg＝m ⑤ 由④⑤式得mg≤m ⑥ vC≥ ⑦ 全程應(yīng)用機(jī)械能守恒定律得mg·＝mvC′2 ⑧ 由⑦⑧式可知，vC＝vC′，即小球恰好可以沿軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)． 變

13、式4　(2017·“金華十?！甭?lián)考)如圖6所示，在地面上以速度v0拋出質(zhì)量為m的物體，拋出后物體落到比地面低h的海平面上．若以地面為零勢(shì)能參考平面，且不計(jì)空氣阻力，則下列說法錯(cuò)誤的是(　　) 圖6 A．物體落到海平面時(shí)的勢(shì)能為mgh B．從拋出到落到海平面的運(yùn)動(dòng)過程，重力對(duì)物體做的功為mgh C．物體落到海平面時(shí)的動(dòng)能為mv＋mgh D．物體落到海平面時(shí)的機(jī)械能為mv 答案　A 解析　以地面為零勢(shì)能面，則物體落到海平面時(shí)的重力勢(shì)能為－mgh，故A錯(cuò)誤；重力對(duì)物體做功W＝mgh，故B正確；根據(jù)機(jī)械能守恒有：mv＋0＝－mgh＋Ek，可知物體在海平面時(shí)的動(dòng)能為mv＋mgh，故C正

14、確；物體在運(yùn)動(dòng)的過程中機(jī)械能守恒，則物體在海平面時(shí)的機(jī)械能E＝mv，故D正確． 變式5　如圖7所示，在某豎直平面內(nèi)，光滑曲面AB與水平面BC平滑連接于B點(diǎn)，BC右端連接內(nèi)壁光滑、半徑r＝0.2 m的四分之一細(xì)圓管CD(圓管內(nèi)徑可忽略)，管口D端正下方直立一根勁度系數(shù)為k＝100 N/m的輕彈簧，彈簧一端固定，另一端恰好與管口D端平齊．一個(gè)質(zhì)量為1 kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))放在曲面AB上，現(xiàn)從距BC的高度h處?kù)o止釋放小球，小球進(jìn)入管口C端時(shí)，它對(duì)上管壁有FN＝2.5mg的相互作用力，通過CD后，在壓縮彈簧過程中小球速度最大時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep＝0.5 J．取重力加速度g＝10 m/s2.求：

15、 圖7 (1)小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大??； (2)在壓縮彈簧過程中小球的最大動(dòng)能Ekm. 答案　(1) m/s　(2)6 J 解析　(1)小球在C點(diǎn)時(shí)，由牛頓第三定律知，上管壁對(duì)小球的作用力大小為FN′＝FN＝2.5mg. 由牛頓第二定律有： FN′＋mg＝m 代入數(shù)據(jù)解得：vC＝ m/s (2)在壓縮彈簧過程中速度最大時(shí)，合力為零．設(shè)此時(shí)小球離D端的距離為x0，則有：kx0＝mg 從C點(diǎn)到速度最大，由機(jī)械能守恒定律有：mg(r＋x0)＋mv＝Ekm＋Ep，解得：Ekm＝6 J. 命題點(diǎn)三　功能關(guān)系的理解和應(yīng)用 1．牢記三條功能關(guān)系 (1)重力做的功等于重力勢(shì)能的減

16、少量，彈力做的功等于彈性勢(shì)能的減少量； (2)合外力做的功等于動(dòng)能的變化； (3)除重力、彈力外，其他力做的功等于機(jī)械能的變化． 2．功能關(guān)系的選用原則 在應(yīng)用功能關(guān)系解決具體問題的過程中 (1)若只涉及動(dòng)能的變化則用動(dòng)能定理分析． (2)若只涉及重力勢(shì)能的變化則用重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系分析． (3)若只涉及機(jī)械能變化則用除重力和彈力之外的力做功與機(jī)械能變化的關(guān)系分析． (4)若只涉及電勢(shì)能的變化則用電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系分析． 例3　(2017·金華市義烏模擬)如圖8所示，纜車在牽引索的牽引下沿固定的傾斜索道加速上行，所受阻力不能忽略．在纜車向上運(yùn)動(dòng)的過程中，下

17、列說法正確的是(　　) 圖8 A．纜車克服重力做的功小于纜車增加的重力勢(shì)能 B．纜車增加的動(dòng)能等于牽引力對(duì)纜車做的功和克服阻力做的功之和 C．纜車所受牽引力做的功等于纜車克服阻力和克服重力做的功之和 D．纜車增加的機(jī)械能等于纜車受到的牽引力與阻力做的功之和 答案　D 解析　根據(jù)重力做功與重力勢(shì)能的變化關(guān)系可知，纜車克服重力做的功等于纜車增加的重力勢(shì)能，故A錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理可知，牽引力對(duì)纜車做的功等于纜車增加的動(dòng)能、增加的重力勢(shì)能與克服阻力所做的功之和，即牽引力對(duì)纜車做的功等于纜車增加的機(jī)械能與纜車克服阻力做的功之和，故B、C錯(cuò)誤，D正確． 變式6　懸崖跳水是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的

18、極限運(yùn)動(dòng)，需要運(yùn)動(dòng)員具有非凡的膽量和過硬的技術(shù)，跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員剛?cè)胨畷r(shí)的速度為v，水對(duì)他的阻力大小恒為F，那么在他減速下降深度為h的過程中，下列說法正確的是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?(　　) A．他的動(dòng)能減少了Fh B．他的重力勢(shì)能減少了mgh－mv2 C．他的機(jī)械能減少了Fh D．他的機(jī)械能減少了mgh 答案　C 變式7　如圖9所示是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖，圖中①和②為楔塊，③和④為墊板，楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦，在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中(　　) 圖9 A．緩沖器的機(jī)械能守恒 B．摩擦力做功消耗機(jī)

19、械能 C．墊板的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 答案　B 解析　由于車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中存在克服摩擦力做功，所以緩沖器的機(jī)械能減少，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；彈簧壓縮的過程中，墊板的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和彈簧的彈性勢(shì)能，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤． 變式8　某同學(xué)用如圖10所示的裝置測(cè)量一個(gè)凹形木塊的質(zhì)量m，彈簧的左端固定，木塊在水平面上緊靠彈簧(不連接)將其壓縮，記下木塊右端位置A點(diǎn)，靜止釋放后，木塊右端恰能運(yùn)動(dòng)到B1點(diǎn)．在木塊槽中加入一個(gè)質(zhì)量m0＝800 g的砝碼，再將木塊左端緊靠彈簧，木塊右端位置仍然在A點(diǎn)，靜止釋放后木塊離開彈簧，右端恰能運(yùn)動(dòng)到B2點(diǎn)，測(cè)得AB1、AB

20、2長(zhǎng)分別為27.0 cm和9.0 cm，則木塊的質(zhì)量m為(　　) 圖10 A．100 g B．200 g C．300 g D．400 g 答案　D 解析　根據(jù)能量守恒定律，有μmg·lAB1＝Ep，μ(m0＋m)g·lAB2＝Ep，聯(lián)立得m＝400 g，D正確． 1．(2017·溫州市質(zhì)檢)如圖1所示，“蹦蹦跳”桿中的彈簧向上彈起，從圖中1到2彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的過程中，關(guān)于小孩的重力勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能的變化，下列說法正確的是(　　) 圖1 A．重力勢(shì)能減小，彈性勢(shì)能增加 B．重力勢(shì)能減小，彈性勢(shì)能減小 C．重力勢(shì)能增加，彈性勢(shì)能減小 D．重力勢(shì)能增加，彈

21、性勢(shì)能增加 答案　C 解析　題圖中1到2彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的過程中，小孩相對(duì)地面的高度上升，重力對(duì)小孩做負(fù)功，則小孩的重力勢(shì)能增加，同時(shí)，彈簧彈力對(duì)小孩做正功，彈簧的彈性勢(shì)能減小，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確． 2．(2017·浙江吳越聯(lián)盟聯(lián)考)跳水比賽中，看似不起眼的跳板卻是高科技產(chǎn)品，不僅要夠結(jié)實(shí)，夠彈性，而且還要軟硬度適中．如圖2所示，運(yùn)動(dòng)員在跳板上會(huì)有一個(gè)起跳動(dòng)作，若研究從運(yùn)動(dòng)員下落接觸跳板到下落到最低點(diǎn)這一過程，下列說法正確的是(　　) 圖2 A．運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能不斷增大 B．運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能先增大后減小 C．運(yùn)動(dòng)員的勢(shì)能先減小后增大 D．跳板的彈性勢(shì)能不斷增大 答案　D 解

22、析　運(yùn)動(dòng)員從下落接觸跳板到下落到最低點(diǎn)的過程中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能先增大后減小，重力勢(shì)能一直減小，由于跳板的彈力對(duì)運(yùn)動(dòng)員做負(fù)功，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能一直減小，跳板的彈性勢(shì)能不斷增大． 3．(2017·嘉興市質(zhì)檢)如圖3所示是“抓娃娃機(jī)”的照片，使用者可憑自己的技術(shù)操控機(jī)械爪抓住透明箱內(nèi)的玩具，提升至一定高度后水平移動(dòng)到出口就可取得玩具．不計(jì)空氣阻力，關(guān)于這一操作過程，下列說法正確的是(　　) 圖3 A．機(jī)械爪抓到玩具勻速上升時(shí)，玩具的機(jī)械能守恒 B．玩具從機(jī)械爪中掉下，玩具的動(dòng)能增加，機(jī)械能增加 C．機(jī)械爪抓住玩具水平勻速移動(dòng)時(shí)，機(jī)械爪對(duì)玩具不做功 D．機(jī)械爪抓到玩具勻速上升時(shí)，機(jī)械爪做的

23、功等于零 答案　C 解析　機(jī)械爪抓到玩具勻速上升時(shí)，玩具的動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增加，兩者之和即機(jī)械能增加，故A錯(cuò)誤；玩具從機(jī)械爪中掉下，只有重力做功，機(jī)械能守恒，故B錯(cuò)誤；機(jī)械爪抓到玩具水平勻速移動(dòng)時(shí)，由平衡條件知機(jī)械爪對(duì)玩具的作用力豎直向上，與位移方向垂直，對(duì)玩具不做功，故C正確；機(jī)械爪抓到玩具勻速上升時(shí)，機(jī)械爪對(duì)玩具的作用力方向豎直向上，與位移方向相同，對(duì)玩具做正功，故D錯(cuò)誤． 4．(2017·嘉興市質(zhì)檢)如圖4所示，“Verruckt”是世界上最高、最長(zhǎng)的滑水道．游客乘坐皮艇從a點(diǎn)由靜止沿滑水道滑下，滑到最低點(diǎn)b后沖上弧形軌道(c為最高點(diǎn))，最后到達(dá)終點(diǎn)．在營(yíng)運(yùn)前的安全測(cè)試中，測(cè)試假

24、人有被拋出滑道的現(xiàn)象．下列分析正確的是(　　) 圖4 A．假人經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)處于超重狀態(tài) B．假人在弧形軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng) C．假人被拋出的位置一定是c點(diǎn) D．出發(fā)點(diǎn)a點(diǎn)一定比c點(diǎn)高 答案　D 5．(2017·“金華十?！甭?lián)考)如圖5所示，“蹦極”運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員身系彈性繩(質(zhì)量不計(jì))下落，不計(jì)空氣阻力．下列有關(guān)運(yùn)動(dòng)員從彈性繩剛繃緊到最低點(diǎn)的下落過程中的說法正確的是(　　) 圖5 A．運(yùn)動(dòng)員的加速度一直減小 B．彈性繩的彈性勢(shì)能為零時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能最大 C．彈性繩的彈性勢(shì)能最大時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能為零 D．運(yùn)動(dòng)員重力勢(shì)能的減少量等于彈性繩彈性勢(shì)能的增加量 答案　C

25、解析　運(yùn)動(dòng)員從彈性繩剛繃緊到最低點(diǎn)的下落過程中，受到向下的重力和向上的彈力，彈力不斷增大，開始階段，重力大于彈力，合力減小，加速度減小，速度增大．當(dāng)彈力等于重力時(shí)加速度為零．之后，彈力大于重力，合力向上且不斷增大，運(yùn)動(dòng)員做減速運(yùn)動(dòng)，加速度增大，所以運(yùn)動(dòng)員的加速度先減小后增大，故A錯(cuò)誤；彈性繩的彈性勢(shì)能為零時(shí)，彈力為零，運(yùn)動(dòng)員受的合力向下，速度增大，此時(shí)速度不是最大，彈力等于重力時(shí)速度最大，故B錯(cuò)誤；彈性繩的彈性勢(shì)能最大時(shí)，運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)，動(dòng)能為零，故C正確；對(duì)于運(yùn)動(dòng)員、地球和彈性繩組成的系統(tǒng)，只有重力和彈力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則運(yùn)動(dòng)員重力勢(shì)能的減少量等于彈性繩彈性勢(shì)能的增加量與運(yùn)動(dòng)員動(dòng)能

26、增加量之和，故D錯(cuò)誤． 6．(2017·杭州市四校聯(lián)考)第17屆亞運(yùn)會(huì)于2014年9月19日～10月4日在韓國(guó)仁川舉行，我國(guó)運(yùn)動(dòng)員薛長(zhǎng)銳、李玲以5.55 m和4.35 m分別奪得男、女撐桿跳金牌．如果把撐桿跳全過程分成四個(gè)階段：a～b、b～c、c～d、d～e，如圖6所示，不計(jì)空氣阻力，則對(duì)這四個(gè)階段的描述不正確的是(　　) 圖6 A．a(chǎn)～b階段：加速助跑，人和桿的總機(jī)械能增加 B．b～c階段：桿彎曲、人上升，系統(tǒng)動(dòng)能減少，重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能增加 C．c～d階段：桿伸直、人上升，人的動(dòng)能減少量等于重力勢(shì)能增加量 D．d～e階段：人過橫桿后下落，重力所做的功等于人動(dòng)能的增加量

27、 答案　C 解析　a～b階段：加速過程中，人和桿的動(dòng)能增加，重力勢(shì)能不變，人和桿的機(jī)械能增加，所以A正確；b～c階段：人上升過程中，人和桿的動(dòng)能減少，重力勢(shì)能和桿的彈性勢(shì)能均增加，所以B正確；c～d階段：桿在恢復(fù)原長(zhǎng)的過程中，人的動(dòng)能和桿的彈性勢(shì)能的減少量之和等于重力勢(shì)能的增加量，所以C錯(cuò)誤；d～e階段：只有重力做功，重力所做的功等于人動(dòng)能的增加量，所以D正確． 7．如圖7所示，A、B兩球質(zhì)量相等，A球用不能伸長(zhǎng)的輕繩系于O點(diǎn)，B球用輕彈簧系于O′點(diǎn)，O與O′點(diǎn)在同一水平面上，分別將A、B球拉到與懸點(diǎn)等高處，使繩和輕彈簧均處于水平，彈簧處于自然狀態(tài)，將兩球分別由靜止開始釋放，當(dāng)兩球達(dá)到各自

28、懸點(diǎn)的正下方時(shí)，兩球仍處在同一水平面上，不計(jì)空氣阻力，則(　　) 圖7 A．兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，兩球動(dòng)能相等 B．兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，A球動(dòng)能較大 C．兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，B球動(dòng)能較大 D．兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，受到的拉力相等 答案　B 解析　整個(gè)過程中兩球減少的重力勢(shì)能相等，A球減少的重力勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化為A球的動(dòng)能，B球減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為B球的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能，所以到達(dá)懸點(diǎn)正下方時(shí)A球的動(dòng)能大于B球的動(dòng)能，所以B正確，A、C錯(cuò)誤；在懸點(diǎn)正下方位置根據(jù)牛頓第二定律，小球所受拉力與重力的合力提供向心力，則A球受到的拉力較大，所以D錯(cuò)誤． 8．

29、(2017·溫州市質(zhì)檢)研究“蹦極”運(yùn)動(dòng)時(shí)，在運(yùn)動(dòng)員身上裝好傳感器，用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)員在不同時(shí)刻下落的高度及速度．如圖8甲所示，運(yùn)動(dòng)員及所攜帶的全部設(shè)備的總質(zhì)量為70 kg，彈性繩原長(zhǎng)為10 m．運(yùn)動(dòng)員從蹦極臺(tái)自由下落，根據(jù)傳感器測(cè)到的數(shù)據(jù)，得到如圖乙所示的速度－位移(v－l)圖象．不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10 m/s2.下列判斷正確的是(　　) 圖8 A．運(yùn)動(dòng)員下落運(yùn)動(dòng)的軌跡為一條拋物線 B．運(yùn)動(dòng)員下落加速度為0時(shí)彈性勢(shì)能為0 C．運(yùn)動(dòng)員下落速度最大時(shí)繩的彈性勢(shì)能也為最大 D．運(yùn)動(dòng)員下落到最低點(diǎn)時(shí)彈性勢(shì)能為2.1×104 J 答案　D 解析　運(yùn)動(dòng)員下落運(yùn)動(dòng)的軌跡為一條直線，

30、A錯(cuò)誤；加速度為0時(shí)，運(yùn)動(dòng)員下落速度最大，此時(shí)繩拉力與重力平衡，繩處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，彈性勢(shì)能不為0，此時(shí)彈性勢(shì)能也不是最大，下落到最低點(diǎn)時(shí)才最大，B、C錯(cuò)誤；由題圖知，下落最大位移l＝30 m，彈性勢(shì)能最大，Ep＝mgl＝70×10×30 J＝2.1×104 J，D正確． 9．(2017·紹興一中高一期末)質(zhì)量為m的物體，由靜止開始下落，由于空氣阻力，下落的加速度為g，在物體下落h的過程中，下列說法不正確的是(　　) A．物體動(dòng)能增加了mgh B．物體的重力勢(shì)能減少了mgh C．物體克服阻力所做的功為mgh D．物體的機(jī)械能減少了mgh 答案　D 解析　根據(jù)牛頓第二定律可得合力F＝m

31、a＝mg，合力方向向下，位移方向向下，合力做正功，大小為W＝Fh＝mgh，根據(jù)動(dòng)能定理可得物體的動(dòng)能增量為mgh，A正確；物體下落h高度，重力做功mgh，則重力勢(shì)能減少mgh，B正確；物體下落過程中F＝mg－Ff＝mg，受到的阻力為Ff＝mg，物體克服阻力所做的功為mgh，機(jī)械能減小量等于阻力所做的功，故機(jī)械能減少了mgh，故C正確，D錯(cuò)誤． 10．起跳摸高是學(xué)生經(jīng)常進(jìn)行的一項(xiàng)體育活動(dòng)，一質(zhì)量為m的同學(xué)彎曲兩腿向下蹲，然后用力蹬地起跳，從該同學(xué)用力蹬地到剛離開地面的起跳過程中，他的重心上升了h，離地時(shí)他的速度大小為v.下列說法正確的是(　　) A．該同學(xué)機(jī)械能增加了mgh B．起跳過程中

32、該同學(xué)機(jī)械能增量為mgh＋mv2 C．地面的支持力對(duì)該同學(xué)做功為mgh＋mv2 D．該同學(xué)所受的合外力對(duì)其做功為mv2＋mgh 答案　B 解析　該同學(xué)重心升高h(yuǎn)，重力勢(shì)能增大了mgh，又知離地時(shí)獲得動(dòng)能為mv2，則機(jī)械能增加了mgh＋mv2，A錯(cuò)，B對(duì)；該同學(xué)與地面作用過程中，支持力對(duì)該同學(xué)做功為零，C錯(cuò)；該同學(xué)所受的合外力做功等于動(dòng)能增量，則W合＝mv2，D錯(cuò)． 11．(2017·余姚中學(xué)高三上期中)一個(gè)物體從距水平地面H高處自由下落，不計(jì)空氣阻力，當(dāng)其動(dòng)能是重力勢(shì)能的2倍時(shí)(以地面為零勢(shì)能面)，物體的速度為(　　) A. B. C. D. 答案　C 解析　物體做自

33、由落體運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒，故有：mgH＝mgh＋mv2，物體的動(dòng)能是其重力勢(shì)能的2倍，故：mv2＝2mgh，聯(lián)立解得：v＝，選項(xiàng)C正確． 12. 如圖9所示，在輕彈簧的下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球A，若將小球A從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放，小球A能夠下降的最大高度為h.若將小球A換為質(zhì)量為2m的小球B，仍從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放，已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則小球B下降h時(shí)的速度為(　　) 圖9 A. B. C. D．0 答案　B 解析　對(duì)彈簧和小球A，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得彈性勢(shì)能Ep＝mgh；對(duì)彈簧和小球B，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有Ep＋×2mv2＝2mgh，得小球B下降h時(shí)

34、的速度v＝，選項(xiàng)B正確． 13．水平傳送帶以速度v勻速傳動(dòng)，一質(zhì)量為m的小木塊A由靜止輕放在傳送帶上，若小木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，如圖10所示，在小木塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí)，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量為(傳送帶足夠長(zhǎng))(　　) 圖10 A．mv2 B．2mv2 C.mv2 D.mv2 答案　D 14．(2017·紹興一中高一期末)以20 m/s的速度將質(zhì)量是m的物體從地面豎直向上拋出，若忽略空氣阻力，取地面為零勢(shì)能面，g取10 m/s2，則： (1)物體上升的最大高度是多少； (2)上升過程中在何處重力勢(shì)能和動(dòng)能相等． 答案　見解析 解析　(1)設(shè)物體上升的最大高度

35、為h，由機(jī)械能守恒定律得mv＝mgh， 所以h＝＝ m＝20 m. (2)在地面：E1＝mv，設(shè)在高h(yuǎn)1處Ek＝Ep， E2＝mgh1＋mv＝2mgh1， 由機(jī)械能守恒定律得E1＝E2，即mv＝2mgh1，解得h1＝＝ m＝10 m. 故上升過程中在距地面10 m處重力勢(shì)能和動(dòng)能相等． 15．一質(zhì)量為8.00×104 kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面．飛船在離地面高度1.60×105 m處以7.5×103 m/s的速度進(jìn)入大氣層，逐漸減慢至速度為100 m/s時(shí)下落到地面．取地面為重力勢(shì)能零點(diǎn)，在飛船下落過程中，重力加速度可視為常量，大小取為9.8 m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)

36、字) (1)分別求出該飛船著地前瞬間的機(jī)械能和它進(jìn)入大氣層時(shí)的機(jī)械能； (2)求飛船從離地面高度600 m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功，已知飛船在該處的速度大小是其進(jìn)入大氣層時(shí)速度大小的2.0%. 答案　(1)4.0×108 J　2.4×1012 J　(2)9.7×108 J 解析　(1)飛船著地前瞬間的機(jī)械能為E1＝mv 式中，m和v0分別是飛船的質(zhì)量和著地前瞬間的速率．代入數(shù)據(jù)得E1＝4.0×108 J 設(shè)地面附近的重力加速度大小為g，飛船進(jìn)入大氣層時(shí)的機(jī)械能為Eh＝mv＋mgh 式中，vh是飛船在高度1.60×105 m處的速度大?。? 代入數(shù)據(jù)得Eh≈2.4×1012 J (2)飛船在高度h′＝600 m處的機(jī)械能為Eh′＝m2＋mgh′ 由功能關(guān)系得W＝Eh′－E1 式中，W是飛船從高度600 m處至著地瞬間的過程中克服阻力所做的功．代入數(shù)據(jù)解得W≈9.7×108 J 17