高一物理机械能守恒解析及典型例题

1、学习必备 欢迎下载高一物理机械能守恒解析及典型例题(1) 只有重力做功时机械能守恒设一个质量为 m的物体自然下落， 经过高度为h 的 A 点( 初位置 ) 时速度为 v1 ，下落到高1度为h 的 B 点( 末位置 ) 时速度为 v2 ( 图 8-42) ，由动能定理得：21 12 2WG mv mv .2 2 12又由重力做功与重力势能的关系得：WGmgh1 mgh2则122 2 2 21 1 1mv mv mgh mgh 或 mv mgh mv mgh22 2 1 2 1 21 1 22这表明，在自由落体中，物体的动能与重力势能之和保持不变 , 则机械能守恒事实上，上面推导过程中涉及重力做功

2、与动能变化、势能变化的关系，与物体的运动轨迹形状无关， 因而物体只受重力作曲线运动 (如平抛运动、 斜抛运动等 )时， 机械能也一定守恒(2) 只有弹力作用时机械能守恒如图 8-43 所示，一个质量为 m的小球被处于压缩状态的弹簧弹开， 速度由v 增大到 v2 ，1由动能定理得：1 12 2WN mv mv E E2 2 21 k k12由弹力做功与弹性势能的关系得：WN E Ep1 p2则 Ek 2 Ek1 Ep1 Ep2 即 Ek1 Ep1 Ek 2 Ep2 ，物体的动能与弹性势能之和保持学习必备 欢迎下载不变，机械能守恒(3) 既有重力做功，又有弹力做功，并且只有这两个力做功时，机械能也

3、守恒如图 844 所示， 一根轻弹簧一端固定在天花板上， 另一端固定一质量为 m的小球， 小球在竖直平面内从高处荡下，在速度由v 增大到 v2 的过程中，由动能定理得1WG WN1221mv2 2mv12又由重力做功与重力势能的关系得 WG Ep1 Ep2由弹力做功与弹性势能的关系得 ' 'WN E Ep1 p2则E1 12E E ' E ' mvp p2 p1 p2 21 222mv1即1 12 2Ep Ep ' mv Ep Ep ' mv ，物体的动能、 重力势能和弹性势能之和保1 1 1 2 2 222持不变，机械能守恒(4) 有除重力和弹

4、力之外的力做功，将使机械能增大或减小，机械能不守恒例如，升降机匀速提升重物时，重物的动能不变， 势能在增大，总的机械能不守恒， 原因是除重力做功外，升降机也对重物做功，且做正功，通过做功将电能转化为重物的机械能又例如，在水平面上运动的汽车刹车后，逐渐减速并停止，汽车的重力势能不变，动能在减小，总的机械能在减少，原因是汽车受到摩擦力做功，且做负功， 通过做功将机械能转化为内能(5) 有除重力和弹力之外的力做功，但力所做功的代数和为零，则机械能守恒 . 例如，汽车在水平面上匀速行驶时， 虽然受牵引力与摩擦力的作用， 但其动能和势能均不变， 机械能守恒原因是牵引力与摩擦力做功的代数和为零例 2 一轻

5、绳通过无摩擦的定滑轮与在倾角为 30°的光滑斜面上的物体 m1 连接，另一端和套在竖直光滑杆上的物体 m2 连接. 已知定滑轮到杆的距离为 3 m，物体 m2 由静止从 AB连线为水平的位置开始下滑 1m时，m1、m2 恰受力平衡如图所示 . 试求：学习必备 欢迎下载(1)m 2 在下滑过程中的最大速度 .(2)m 2 沿竖直杆能够向下滑动的最大距离一物块由静止开始从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点， 在此过程中重力对物体做的功等于( )A物块动能的增加量B物块重力势能的减少量与物块克服摩擦力做的功之和C物块重力势能的减少量和物块动能的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和D物块动能的增

6、加量与物块克服摩擦力做的功之和4一个质量为 0.3 kg 的弹性小球，在光滑水平面上以 6 m/s 的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动， 反弹后的速度大小与碰撞前相同 则碰撞前后小球速度变化量的大小v 和碰撞过程中墙对小球做功的大小 W为( )Av0 Bv12 m/sCW0 DW10.8 J5将一物体由地面竖直上抛，如果不计空气阻力，物体能够达到的最大高度为 H，当物体在上升过程中的某一位置时， 它的动能是重力势能的 2 倍，则这一位置的高度为 ( )2H H H HA B C D3 2 3 46 、(2010 ·成都市摸底测试 ) 如图 5319 所示为某同学设计的节能运

7、输系统斜面轨道的倾角为 37°，木箱与轨道之间的动摩擦因数 0.25. 设计要求：木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量 m2 kg 的货物装入木箱，木箱载着货物沿轨道无初速滑下，当轻弹簧被压缩至最短时， 自动装货装置立刻将货物御下， 然后木箱恰好被弹回到轨道顶端， 接着再重复上述过程若 g 取 10 m/s2，sin 37 °0.6 ，cos 37 °0.8. 求：(1) 离开弹簧后，木箱沿轨道上滑的过程中的加速度大小；(2) 满足设计要求的木箱质量1如图 851 所示，小球自 a 点由静止自由下落，到 b 点时与弹簧接触，到c 点时弹簧被压缩至最短，若不计弹簧的

8、质量和空气阻力，小球由 abc 的运动过程中A小球的动能逐渐减小 B 小球的重力势能逐渐减小C小球的机械能守恒 D 小球的加速度逐渐减小2两个质量相同的小球 A、B，分别用细线悬挂在等高的 、 O1 、O2 点，A 球的悬线比 B球的长， 如图 852 所示， 把两球均拉到与悬线水平后由静止释放， 以悬点所在平面为学习必备 欢迎下载参考平面，到两球经最低点时的A. A 球的速度等于 B 球的速度BA 球的动能等于 B 球的动能CA 球的机械能等于 B 球的机械能DA 球对绳的拉力等于 B球对绳的拉力1. 下列叙述中正确的是 ( )A. 合外力对物体做功为零的过程中，物体的机械能一定守恒B. 做

9、匀速直线运动的物体机械能一定守恒C.做匀变速运动的物体机械能可能守恒D.当只有重力对物体做功时，物体的机械能守恒2. 从地面竖直上抛两个质量不同而动能相同的物体 ( 不计空气阻力 ) ，当上升到同一高度时，它们( )A.所具有的重力势能相等 B. 所具有的动能相等C.所具有的机械能相等 D. 所具有的机械能不等3. 如下图所示，在粗糙斜面顶端固定一弹簧，其下端挂一物体，物体在 A点处于平衡状态 .现用平行于斜面向下的力拉物体，第一次直接拉到 B 点，第二次将物体先拉到 C 点，再回到 B 点. 则这两次过程中 ( )A. 重力势能改变量相等 B. 弹簧的弹性势能改变量相等C.摩擦力对物体做的功

10、相等 D. 弹簧弹力对物体做功相等5. 物体由静止出发从光滑斜面顶端自由滑下，当所用时间是下滑到底端所用时间的一半时，物体的动能与势能 (以斜面底端为零势能参考平面 ) 之比为 ( )A.14 B.1 3 C.1 2 D.1 210. 如下图所示， ABC是一段竖直平面内的光滑的 1/4 圆弧形轨道， 圆弧半径为 R，O为圆心，OA水平， CD是一段水平光滑轨道 . 一根长 2 R、粗细均匀的细棒，开始时正好搁在轨道两个端点上 . 现由静止释放细棒，则此棒最后在水平轨道上滑行的速度为 .11. 如下图所示，在细线下吊一个小球，线的上端固定在 O点，将小球拉开使线与竖直方向有一个夹角后放开，则小

11、球将往复运动，若在悬点 O的正下方 A 点钉一个光滑小钉，球学习必备 欢迎下载在从右向左运动中，线被小钉挡住，若一切摩擦阻力均不计，则小球到左侧上升的最大高度是 ( )A.在水平线的上方 B. 在水平线上 C. 在水平线的下方 D. 无法确定12. 如下图所示， O A、O B、BC均为光滑面， OA=OB+BC角, ，物体从静止由 O点放开，沿斜面到 A 点所需时间为 t 1，物体从静止由 O点放开沿 OBC面滑到 C点时间为 t 2，A、C在同一水平面上，则关于 t 1 与 t 2 的大小的下述说法中正确的是 ( )A.t 1=t 2 B.t 1t 2 C.t 1t 2 D. 条件不足，无

12、法判定13. 如下图所示，有许多根交于 A 点的光滑硬杆具有不同的倾角和方向 . 每根光滑硬杆上都套有一个小环，它们的质量不相等 . 设在 t=0 时，各小环都由 A点从静止开始分别沿这些光滑硬杆下滑，那么这些小环下滑速率相同的各点联结起来是一个 ( )A. 球面 B. 抛物面 C. 水平面 D. 不规则曲面16. 如下图所示，分别用质量不计不能伸长的细线与弹簧分别吊质量相同的小球 A、B，将二球拉开使细线与弹簧都在水平方向上，且高度相同，而后由静止放开 A、B 二球，二球在运动中空气阻力不计，到最低点时二球在同一水平面上，关于二球在最低点时速度的大小是 ( )A.A 球的速度大 B.B 球的

13、速度大 C.A 、B 球的速度大小相等 D.无法判定19. 如下图所示，一轻质杆上有两个质量相等的小球 A、B，轻杆可绕 O点在竖直平面内自由转动 .OA=AB=l，先将杆拉至水平面后由静止释放， 则当轻杆转到竖直方向时， B 球的速度大小为 .学习必备 欢迎下载322. 如上图所示，质量相等的重物 A、B用绕过轻小的定滑轮的细线连在一起处于静止状态 .现将质量与 A、B 相同的物体 C挂在水平段绳的中点 P，挂好后立即放手 . 设滑轮间距离为 2a，绳足够长 , 求物体下落的最大位移 .1. 一物体从高处同一点沿不同倾角的光滑斜面滑到同一水平面，则 ( )A. 在下滑过程中，重力对物体做的功

14、相同B. 在下滑过程中，重力对物体做功的平均功率相同C.在物体滑到水平面的瞬间，重力对物体做功的瞬时功率相同D.在物体滑到水平面的瞬间，物体的动能相同3. 质量为 m的汽车以恒定功率 P 在平直公路上行驶，汽车匀速行驶的速率为 1，若汽车所受阻力不变，则汽车的速度为 2( 21时，汽车的加速度大小是 ( )P PP(v1 v )22P(v1v2)A. mv2 B. mv1mv vC. 1 2D. m(v v )1 26. 如下图所示，木块 A 放在木块 B 上左端，用恒力 F 将 A拉至 B 的右端，第一次将 B 固定在地面上， F 做功为 W1，生热为 Q1；第二次让 B可以在光滑地面上自由滑动，这次 F 做的功为 W2，生热为 Q2，则应有 ( )A.W1W2,Q1=Q2 B.W1= W2 ,Q1=Q2 C.W1W2,Q1Q2 D.W 1= W2,