高频考点解密物理-能量和动量考点机械能守恒定律

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精1．机械能守恒定律及其表达式（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，而总的机械能保持不变.(2)表达式：。（3）机械能守恒定律的表达式ΔEp=–ΔEk；（不需要选零势能面)Ek+Ep=Ek′+Ep′;（一定要选零势能面)ΔE增=ΔE减。（不需要选零势能面）2．机械能守恒定律的表达形式及应用(1）守恒观点①表达式：Ek1+Ep1=Ek2+Ep2或E1=E2。②意义：系统初状态的机械能等于末状态的机械能。③注意问题：要先选取零势能参考平面,并且在整个过程中必须选取同一个零势能参考平面。(2)转化观点①表达式:ΔEk=–ΔEp；②意义:系统（或物体）的机械能守恒时，系统增加（或减少）的动能等于系统减少（或增加）的势能.③注意问题：要明确势能的增加量或减少量，即势能的变化，可以不选取零势能参考平面.(3)转移观点①表达式：ΔEA增=ΔEB减。②意义：若系统由A、B两部分组成，当系统的机械能守恒时，则A部分机械能的增加量等于B部分机械能的减少量.③注意问题：A部分机械能的增加量等于A部分末状态的机械能减初状态的机械能，而B部分机械能的减少量等于B部分初状态的机械能减末状态的机械能。（2014·广东卷）如图所示是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图。图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦。在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中A．缓冲器的机械能守恒B．摩擦力做功消耗机械能C．垫板的动能全部转化为内能 D．弹簧的弹性势能全部转化为动能【参考答案】B【试题解析】由于楔块与弹簧盒、垫板间有摩擦力，即摩擦力做负功，则机械能转化为内能，故选项A错误，B正确；垫板动能转化为内能和弹性势能，故选项C错误；弹簧的弹性势能转化为动能和内能,故选项D错误。【应试技巧】抓住“只有弹簧弹力做功机械能守恒，但除了弹簧弹力之外还有摩擦力做功，机械能减小”这个特点，做题就很容易。1．将小球以某一初速度从地面竖直向上抛出,取地面为零势能面，小球在上升过程中的动能Ek、重力势能Ep与上升高度h间的关系分别如图中两直线所示。取g=10m/s2，下列说法正确的是A．小球的质量为0.1kgB．小球受到的阻力（不包括重力）大小为0.5NC．小球动能与重力势能相等时的高度为20/9mD．小球上升到3m时,动能与重力势能之差为0.5J2．弹簧弹性势能的最大值为8J，则下列说法正确的是A．轻弹簧的劲度系数是50N/mB．从d到b滑块克服重力做功8JC．滑块的动能最大值为8JD．从d点到c点弹簧的弹力对滑块做功8J3．如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上.一质量为m=0.2kg的小球，从弹簧上端某高度处自由下落,从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧在弹性限度内），其速度v和弹簧压缩量∆x之间的函数图象如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计,g取10m/s2，则下列说法正确的是A．小球刚接触弹簧时加速度最大B．该弹簧的劲度系数为20.0N/mC．从接触弹簧到压缩至最短的过程中,小球的机械能守恒D．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，弹簧的弹性势能先增大后减小4．如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，O是圆心，虚线OC水平，D是圆环最低点；两个质量均为m的小球A、B套在圆环上，两球之间用轻杆相连，从图示位置由静止释放，则A．A、B系统在运动过程中机械能守恒B．当杆水平时,A、B球速度达到最大C．B球运动至最低点D时，A、B系统重力势能最小D．A球从C点运动至D点过程中受到的合外力做正功5．如图所示，一根细绳绕过光滑的定滑轮，两端分别系住A、B两物体，其质量M都为2kg,使A、B静止于同一高度，离地高度h为1m，现轻轻的放一质量为1kg的小物体C到A上且粘连，重力加速度g取10m/s2，设绳足够长，绳与滑轮的质量不计，A、B、C都可视为质点。（1)在没有加C物体到A上时，求绳中拉力的大小;（2)当A物体在C的影响下由静止释放到落地时，求A、B、C所组成的系统重力势能的减少量；（3）当A物体由静止释放到落地时，求B物体此刻速度的大小。6．如图所示为竖直平面内的一半径R=0。80m的光滑圆弧槽BCD,倾角为60°的斜面AB与圆弧槽BCD相切于B点，一水平面DQ与圆弧槽相接于D点。现将一质量m=0.10kg的小球从B点正上方H=1。0m高处的光滑斜面上的A点由静止释放，由B点进入圆弧轨道，从D点飞出后落在水平面上的Q点，DQ间的距离x=2。4m，球从D点飞出后的运动过程中相对于DQ水平面上升的最大高度h=0。80m，g取10m/s2,不计空气阻力.求:（1）小球经过C点时轨道对它的支持力大小FN。(2）小球经过最高的P的速度大小vP.(3）D点与圆心O的高度差hOD。

1．AC【解析】在最高点，Ep=mgh，得:，故A正确；由除重力以外其他力做功W其=∆E可知：–fh=E高–E低，E为机械能，解得:f=0。25N，故B错误；设小球动能和重力势能相等时的高度为H，此时有：mgH=mv2，由动能定理：–fH–mgH=mv2–mv02，得：H=m,故C正确；由图可知，在h=3m处，小球的重力势能是3J，动能是1.25J，所以小球上升到3m时，动能与重力势能之差为3J–1。25J=1.75J,故D错误。【名师点睛】该题首先要会从图象中获得关键信息，这种图象类型的题目，要关注图象的交点，斜率等，明确其含义，能够有利于解题.2．A【解析】当滑块的合力为0时，滑块速度最大,由题意可知，在c点时滑块的速度最大，此瞬间滑块受力平衡，则有：，可得，故A正确;滑块从d到a，运用动能定理得，WG+W弹=0–0，又W弹=Ep=8J,可得WG=–8J,即克服重力做功8J,所以从d到b滑块克服重力做功小于8J，故B错误;滑块从a到c,由系统的机械能守恒知,重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量与滑块的动能增加量之和，而弹簧的最大弹性势能是8J，所以滑块的动能最大值小从d点到c点弹簧的弹力对滑块做功小于8J，故D错误.【名师点睛】本题的关键是认真分析物理过程,把复杂的物理过程分成几个小过程并且找到每个过程遵守的物理规律,列出相应的物理方程解题。同时要明确弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化.3．B【解析】由小球的速度图象可知,开始时小球的速度增大,说明小球的重力大于弹簧对它的弹力,当∆x=0.1m时，小球的速度最大，然后减小,说明当∆x=0.1m时，小球的重力等于弹簧的对它的弹力。此弹力最大时的加速度a==,小球刚接触弹簧时的加速度为10m/s2，所以压缩到最短时的加速度最大，故A错误，B正确；小球和弹簧组成的系统机械能守恒，单独的小球机械能不守恒，故C错误；从接触弹簧到压缩至最短的过程中,弹簧的弹性势能一直增大，故D错误.【名师点睛】图乙中曲线的最高点，对应加速度为零，重力等于弹力,根据胡克定律可求出弹簧的劲度系数。根据速度为零时弹簧的形变量，可求最低点的加速度大于重力加速度。从接触弹簧到压缩至最短的过程中,只有重力和弹簧弹力做功,系统机械能守恒,小球的机械能不守恒。4．AB【解析】A、B组成的系统只有重力做功,系统机械能守恒。B球运动到最低点时，系统减小的重力势能为mgR，在杆子从竖直状态到水平状态的过程中，系统重力势能下降最大，重力势能最小，故A正确，C错误；A球从C点运动到D点的过程中，速度先增大后减小,则合力先做正功，后做负功，故D错误;因为杆子水平时，系统重力势能减小最大,根据机械能守恒,知系统动能最大，所以当杆水平时，A、B球的速度最大，故B正确。【名师点睛】解决本题的关键知道A、B组成的系统机械能守恒，知道当杆子水平时，系统重力势能减小最大。5．（1）20N（2）10J（3）2m/s【解析】(1）（2）设系统重力势能的减少量为∆EP减则∆EP减=（M+m)gh–Mgh解得∆EP减=10J（3）根据机械能守恒定律∆EP减=∆Ek增解得代入数据v=2m/s【名师点睛】本题主要考查了机械能守恒定律的直接应用，注意分析物体的运动过程，明确物理规律的应用即可求解。6．（1）8N(2)3。0m/s（3）0.65m【解析】（1）设经过C点的速度为v1，由机械能守恒得在C点，由牛顿第二定律有FN–